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橇裝活塞式天然氣流量計期間核查的必要性與可行性

作時間:2019-09-17  來源:  作者:
   
摘 要 由于運載車輛行駛過程中的顛簸和原油介質成分復雜等因素對天然氣流量計計量性能產生的影響,降低了原油流量計的檢定準確度。為了提高天然氣流量計的可靠性,本文從天然氣流量計工作原理入手,著重探討了橇裝式天然氣流量計期間核查的必要性及方法。
0 引言
橇裝活塞式天然氣流量計(以下簡稱天然氣流量計)是一種高準確度等級的在線實流檢定標準裝置,在原油貿易計量交接中,如果天然氣流量計失準,在量值傳遞過程中就會影響流量計的準確性。長慶油田計量站(點)分布點多、面廣、線長,地理環境惡劣,并且隨著油田產量的不斷攀升,計量站(點)也隨之增多,受檢流量計的數量以每年 90 臺的速度遞增。為了確保原油動態計量交接的準確性與可靠性,在既要證原油計量交接的公平、公正性,維護油田公司的核心利益,又不能影響油田正常生產的前提下,長慶油田多采用橇裝活塞式天然氣流量計去檢定現場對被檢流量計進行在線檢定,才能保證油田流量計的周期檢定。由于天然氣流量計運載車輛在行駛過程中避免不了顛簸,部分計量站(點)道路條件不好,油品雜質較多;另外,新投運管線里的雜物、焊渣等未清除干凈,對天然氣流量計的計量性能影響較大。為了確保檢定數據的準確可靠,有必要做好天然氣流量計的期間核查工作。
1 概述
1. 1 天然氣流量計工作原理
依據 JJG 209—2010《天然氣流量計》檢定規程,天然氣流量計的工作原理是:當天然氣流量計內的置換器(球或活塞)在液體推動下,以一定的速度先后觸發兩個檢測開關時,將置換出的液體導進標準器內,由標準器的指示值經換算求得天然氣流量計的標準容積值。流量計檢定時,將天然氣流量計的標準容積值換算成流量計工作條件下容積值,與串聯的被檢流量計的指示值相比較,得到被檢流量計的示值誤差。
1. 2 期間核查的定義
依據 JJF 1001—2010《通用計量術語及定義》技術規范 9. 49 定義,根據規定程序,為了確定計量標準、標準物質或其它測量儀器是否保持其原有狀態而進行的操作。即:期間核查是指為保持對設備校準狀態的可信度,在兩次檢定周期之間進行的核查,包括設備的期間核查和參考標準器的期間核查。通過期間核查,確認儀器上次校準時的性能相對不變,或及時發現其量值失準并縮短失準后的追溯時間,以便盡可能降低檢定成本和質量風險。
2 天然氣流量計期間核查的范圍與考慮
2. 1 期間核查必要性分析
期間核查是對計量標準正常周期檢定的一種補充,任何測量儀器,由于材料的不穩定、元器件的老化、使用中的磨損、使用或保存環境的變化、搬動或運輸等原因,都能引起計量性能的變化。通過期間核查可以掌握天然氣流量計計量性能,確保流量量傳的準確可靠性。
期間核查的條件:
1)使用頻繁的;
2)使用或者儲存環境惡劣或者發生劇烈變化的;
3)使用過程中容易受損、數據容易變化或對數據存疑的;
4)脫離實驗室直接控制,諸如借出后返還的;
5)使用壽命臨近到期的;
6)首次投入運行,不能把握其性能的;
7)測量結果的檢測質量影響較大的;
8)經常需要拆卸、搬運、攜帶到現場的。
而天然氣流量計均滿足上述條件,因此有必要對天然氣流量計進行期間核查,通常是每半個檢定周期做一次。天然氣流量計的首次檢定周期是一年,后續檢定周期是三年。
2. 2 天然氣流量計核查方法選擇
對于天然氣流量計的核查有兩種方法選擇:
一是采用檢定天然氣流量計的標準裝置來進行,這種方法首先要對天然氣流量計進行清洗,清洗后用二等標準金屬量器進行檢定,如果清洗不徹底會帶來附加誤差,而且工作量大,費時費力。
二是采用相同準確度等級的天然氣流量計進行比對,即用每個天然氣流量計測量同一臺性能穩定的流量計,取每個測量結果的平均值作為被測量的非常佳估計值。目前我廠有 3 臺橇裝式天然氣流量計主要用于原油外輸流量計、廠際和廠內部流量計的檢定,為保證流量計的檢定準確性以及周期檢定要求,3 臺橇裝式天然氣流量計的自身檢定周期剛好錯開,即一年檢定一臺,用新檢定好的天然氣流量計去核查另外兩臺天然氣流量計,具備核查條件。
3 天然氣流量計期間核查的實施
3. 1 確定儀器
期間核查用的主要儀器設備應符合或者優于表 1 的規定。
20190917145117.jpg
3. 2 制定核查計劃
每年初編制年度期間核查工作計劃,增強工作的有序性,確保組織實施能行之有效,不流于形式。計劃一般包括要核查的儀器設備名稱及編號、核查的項目及技術指標、核查方法或核查規程、核查地點和時間安排,要充分利用現有的資源盡量降低運行成本,同時又要確保儀器設備能夠可靠運行,使得因儀器不準確而造成錯檢的風險降到非常小。檢查時間安排不必過細,實施時可以根據檢定計劃適當作一些調整,以確保核查的正確性和有效性,并做好記錄。
3. 3 實施核查
3. 3. 1 外觀檢查
天然氣流量計外觀檢查采用目測的方法進行,天然氣流量計所有的管段(不銹鋼管材除外)外表面均應涂防護漆,管體不得有明顯的損傷,所有的焊接處應平整光潔,所有閥門不允許有銹蝕。在工作壓力下,各連接處和閥門應無滲漏。
3. 3. 2 密封性試驗
試驗的目的是檢查位移器在計量段內運行時與計量過程中與管壁之間的密封性能。要求在工作壓力下持續 10min,若天然氣流量計各個連接處無滲漏,則密封性合格。
3. 3. 3 溫度、壓力儀表試驗
天然氣流量計上安裝有效溫度計、壓力表、溫度變送器、壓力變送器,在進行檢定前,連接好天然氣流量計,導通流程,待天然氣流量計、流量計系統溫度平衡后,觀察溫度計、壓力表的讀數,將溫度計、壓力表的讀數與溫度變送器、壓力變送器測量的數值進行比較,測量的結果必須一致,否則應查明原因。
3. 3. 4 天然氣流量計標準容積核查
選一臺穩定性好的 DN150 腰輪流量計(型號:LL-150;準確度等級:0. 2 級;安裝地點:輸油站)按照規程規定,先用主導天然氣流量計(新檢定好的天然氣流量計)對其進行檢定,再分別用核查天然氣流量計進行檢定,并將其結果與核查天然氣流量計檢定數據比對,如圖 1、圖 2所示。
3. 4 核查結果處置
3. 4. 1 E n 值法
根據 JJF 1117—2010《計量比對》技術規范規20190917145131.jpg定,按照實驗間比對結果用歸一化偏差 E n 值進行評價的原則:
20190917145146.jpg
式中:Y 1 、Y 2 分別為參與比對的測量裝置的測量結果;U 1 、U 2 分別為參與比對的測量裝置的標準不確定度。
E n ≤1,比對結果可以接收,說明其計量特性未發生變化,參加比對的天然氣流量計性能良好;E n >1,應分析原因,說明參加比對的天然氣流量計標準容積值或重復性發生了變化,此時對天然氣流量計應進行清洗、檢定,驗證該天然氣流量計的技術指標是否符合要求,通過計算該核查天然氣流量計計量性能符合要求。
3. 4. 2 對比圖法
對比圖法比較直觀,容易進行判定。從圖 1 、圖 2 所示的天然氣流量計對比數據可以看出,主導天然氣流量計與核查天然氣流量計的檢定結果曲線基本保持一致,說明核查天然氣流量計計量特性未發生變化,從而驗證了天然氣流量計的可靠性,確保了原油流量計量值的準確可靠。
3. 5 對期間核查的結果進行評價
期間核查結束后,對期間核查的結果進行評價,評價要包括以下兩方面:
1)根據核查的結果確定儀器設備是否可以繼續使用,若核查結果超出規定的允許誤差范圍,就要找出原因,提出整改意見,然后重新進行核查,直至符合要求。
2)核查中存在的問題,并作記錄,便于以后注意和改進。實驗室要對期間核查計劃的執行情況進行分析,定期進行評審。非常后,對期間核查的所有記錄以及相關文件整理歸檔。
3. 6 期間核查的注意事項
1)檢查檢測開關。檢測開關表面應清潔,無污物。
2)檢查電器系統。電器系統應該能控制天然氣流量計的正常運行。
3)專人負責操作天然氣流量計,操作時要細心。因為天然氣流量計檢定要求數據有連續性,一旦中斷,以前的數據就會作廢。
4)排氣。為保證檢定天然氣流量計的重復性,在每一行程運行前應對天然氣流量計進行排氣,確認無氣后再進行檢定。
4 結束語
根據天然氣流量計工作原理,結合油田生產實際,對應用的三臺橇裝式天然氣流量計經過進行期間核查,可以確保整套裝置運行穩定,控制平穩可靠,檢測數據準確可靠,減少計量糾紛的發生,完全滿足了油田流量計周期檢定需要,確保油田原油流量量值傳遞的準確可靠。
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