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[摘要]質量流量計被廣泛用于石油化工產品的貿易交接計量中，雖然質量流量計具有相對準確、耐用及智能化的優點，但是在實際的應用中，仍存在不少問題。如果不能正確、適當地加以解決，將影響質量流量計應用的效果。對影響質量流量計計量結果的因素(如檢定、應力補償、介質氣化、應力等)進行了實驗分析，提出了質量流量計在實際應用中應注意的事項。
1前言
　　質量流量計在實際應用中會受到選型、安裝、工藝條件變化、更換配件等因素的影響而導致不能準確計量，從而產生計量糾紛或造成效益流失。因此，對影響質量流量計計量結果的因素進行分析，并加以控制，使其滿足質量流量計在生產實際工況下的計量條件，對質量流量計的準確計量具有重要意義。
2實驗分析
　　借助企業內建立的流量檢定裝置和相關技術力量，結合質量流量計的實際應用情況，對其計量結果的影響因素開展各種相關現場試驗，評估其影響程度，找到控制方法，使相關因素對計量結果的影響降到最低，以確保質量流量計的計量準確[1]。
2.1檢定[2]
　　檢定是保證量值溯源符合計量要求的首要環節，根據計量技術法規的要求，流量計在首次投用前必須由具備資質的檢定機構檢定合格才能投入使用，確保流量計的精度符合要求，保證流量量值統一。由于現場客觀條件的影響以及流量計在設計和制造過程中的工藝、材料和裝配可能存在的問題，流量計在使用一段時期后，計量特性會出現變化，精度等級下降，導致不能滿足計量要求。從檢定機構多年的流量計檢定數據可知，有的流量計在周期檢定中穩定性及重復性較好，但有的流量計在周期檢定中出現超差，需要對流量系數進行調整，使示值誤差符合要求，所以，為了保證流量計的準確可靠，必須對流量計進行周期檢定。對于貿易交接的質量流量計，其檢定周期一般都定為1年。
2.2壓力變化
　　質量流量計在工作時，由于介質壓力的變化會造成測量管形變，壓力增大時測量管膨脹，壓力降低時，測量管收縮。從質量流量計的結構原理上看，測量管的變形，會對測量結果產生誤差。為了掌握壓力變化及壓力補償對測量結果的影響，進行了有關試驗。受檢定裝置能力的限制，只能做0.6MPa以下的壓力補償試驗。用擴展不確定度為0.05%的稱重法標準裝置，介質為清水，對兩種不同型號規格的質量流量計在0.45MPa和0.6MPa的壓力下進行了壓力補償效果的比對試驗[3]。
2.2.1試驗1
試驗數據見表1~3，試驗曲線圖見圖1~3。






　　由試驗1可知，在0.1MPa壓力時，質量流量計與標準器的誤差在-0.032%~0.042%之間；在0.45MPa壓力時，該型號質量流量計與標準器的誤差在-0.017%~0.016%之間，進行壓力補償后，誤差在0.003%~0.038%之間；在0.6MPa壓力時，該型號質量流量計與標準器的誤差在-0.018%~0.018%之間，進行壓力補償后，誤差在0.017%~0.058%之間。
2.2.2試驗2
　　試驗數據見表4~6，試驗曲線圖見圖4~6。
　　由試驗2可知，在0.1MPa壓力時，質量流量計與標準器的誤差在-0.013%~0.147%之間；在0.45MPa壓力時，該型號質量流量計與標準器的誤差在0.059%~0.120%之間，進行壓力補償后，誤差在0.082%~0.149%之間；在0.6MPa壓力時，該型號質量流量計與標準器的誤差在0.036%~0.099%之間，進行壓力補償后，誤差在0.081%~0.142%之間。
　　通過對兩種不同型號規格的質量流量計的壓力補償試驗，可知：在壓力為(0.1~0.6)MPa時，質量流量計與標準器的誤差基本在±0.2%范圍內，可滿足精度要求。在加上壓力補償后，誤差整體往正偏差方向偏移，且壓力補償的差值并非線性變化。
各種流量計的壓力補償系數并不相同，對于補償系數較小的流量計，如果使用工況壓力較小，因不進行壓力補償也能確保±0.2%的精度，則可以不進行壓力補償。如果使用工況壓力大，致使測量結果誤差增大，則需引入壓力補償。在進行壓力補償時，





2.3介質氣化
　　質量流量計在測量某些液體介質如液態烴、汽油等時，由于這些介質容易氣化，致使測量結果不準確，氣化嚴重時甚至無法測量。因氣液兩相破壞了質量流量計測量管的振動平衡，就要求驅動線路輸出更多的能量來保持測量管的正常振動，而傳感器受本身安全的限制使供給驅動管電流的增大也受到限制，一旦測量管不能維持正常振動，質量流量計就無法正常測量。
　　為了探討質量流量計在介質出現氣化時的計量變化情況，做了一些相關的試驗。選取清水(密度997.5kg/m3)作為試驗流體，將標準裝置的流量固定在(34~35)t/h，在被檢的質量流量計的上游一側注入凈化風(如圖7所示)，并觀察流量計顯示的傳感器驅動及介質密度隨注入凈化風量逐漸增大的變化情況，同時觀察被檢流量計讀數與標準器示值的差異率變化情況。



　　由表7和圖8可知，隨著注入凈化風量的逐漸增大，流過質量流量計的介質密度逐漸減小，表征介質由帶氣逐漸變為氣液兩相，同時流量計傳感器驅動也逐漸增大，流量計讀數與標準器讀數誤差增大。當介質密度變為950kg/m3時，傳感器驅動變為50~90，流量計報警燈變為黃燈、綠燈交替出現，流量計計量誤差為負偏差，達到-5.690%。因此，在用質量流量計計量容易氣化的介質時，必須嚴密關注介質密度和傳感器驅動的變化，加強工藝控制，防止介質氣化。
2.4應力實驗
　　質量流量計如果未能規范安裝，則容易產生應力，對計量結果造成影響。比如流量計與法蘭之間空隙較大，容易產生拉伸應力；或者法蘭與流量計未能同心同軸，則容易造成法蘭錯位應力。
2.4.1拉伸實驗
　　將質量流量計放在兩端固定好的管道上，讓質量流量計兩端法蘭與管道兩端法蘭有一定的距離，中間加多塊石棉墊，防止漏水，緊固法蘭，使質量流量計產生應力。通過實驗觀測應力對質量流量計計量結果的影響。具體數據見表8~9，曲線圖見圖9~10。


　　由實驗可知，兩種型號的質量流量計，在兩端拉伸產生應力時，其計量結果會受到影響，尤其在低流量(12t/h和6t/h)時，兩種型號的質量流量計的計量誤差分別為-0.945%和-1.032%，流量增大后，質量流量計的計量誤差變小，但也非線性關系。
2.4.2法蘭錯位實驗
　　將質量流量計入口端的法蘭抬高，見圖11，將質量流量計出口側法蘭壓低，見圖12，使質量流量計兩端法蘭與管線兩端法蘭不同心同軸而產生應力，觀測其對質量流量計計量結果的影響。實驗數據見表10~11，曲線圖見圖13~14。




　　由實驗可知，兩種型號的質量流量計，在法蘭錯位安裝時，由于應力的作用，對質量流量計的計量結果會產生影響，在較高流量(20t/h、40t/h)時計量誤差分別為0.256%和0.323%，流量與質量流量計計量誤差呈非線性關系。
2.5更換核心處理器
　　由于質量流量計的核心處理器的故障率較高，在日常維護中經常是現場更換核心處理器，然后隨即投入使用，但是更換核心處理器后，是否對質量流量計的計量誤差產生影響呢？針對這個問題，開展了對核心處理器更換后的質量流量計計量誤差比較試驗。在多次試驗后，抽取了其中三組有問題數據，見表12~13、圖15。


　　由實驗可知，更換核心處理器可能對質量流量計計量誤差產生超±0.2%的影響，最大誤差超過4%。同時，發現越舊型號的質量流量計，更換核心處理器后，出現超差的幾率較大，而最新型號的質量流量計在更換核心處理器后出現超差的幾率較小。
3質量流量計在實際應用中應注意的事項
　　要使質量流量計在實際應用中能夠準確計量，需要注意的事項有很多，結合前文實際應用經驗，對質量流量計的實際應用，應注意以下方面：
3.1選型
　　應根據測量介質的類別特性以及實際工況條件選擇合適的質量流量計。從滿足流量范圍和允許壓力損失角度考慮選擇流量計公稱直徑，若流量太小，計量誤差就大；流量太大，壓損也會急劇增大。實際工況的流量應在質量流量計額定流量的20%~50%小流量一般不低于流量計額定流量的10%，這樣既保證了質量流量計在小流量時的測量精度,又保證了在大流量時壓損盡可能小。
3.2安裝
　　質量流量計的安裝要遠離電磁干擾、安裝位置應避免振動以及避免產生應力。質量流量計兩端法蘭與管線同心同軸，接口兩端法蘭螺絲孔對齊不扭轉，法蘭面保持平行且預留間距準確不宜過大。當測量液體時，傳感器外殼應朝下安裝，以避免空氣集聚在流量管內，影響質量流量計的測量精度；當測量液體漿料時，傳感器應采用旗式垂直安裝，以避免顆粒聚積在流量管內。工藝介質應由下往上流動以避免噴流空管；當測量氣體時，傳感器外殼應朝上安裝，以避免冷凝水集聚在流量管內，影響質量流量計的測量精度。
3.3周期檢定[4]
　　質量流量計應周期檢定以確保量值溯源準確，同時，在工況主量程點應趨零檢定。
3.4工藝控制
　　工藝條件的變化常常對質量流量計的計量結果產生較大的影響，要使工藝條件滿足質量流量計的計量要求。關于壓力補償應根據實際情況進行，如對于長輸管線成品油計量交接使用的流量計大多需要在2MPa以上壓力下運行，由于超過0.6MPa以上壓力補償未經實驗分析，因此，無論采取動態還是靜態補償，都應通過反復多次與檢罐或其他計量方式進行比對后，作出選擇。此外，要重點解決介質氣化問題，因為氣化引起的誤差相對較大，遠遠超出允許誤差的范圍，所以，要控制好工藝保證介質滿管輸送，流量計背壓大于介質飽和蒸汽壓。
3.5日常巡檢維護
　　通過日常巡檢維護，使質量流量計參數設置符合工藝狀況，如檢查傳感器驅動是否正常、零點是否漂移，所設置的工作參數是否發生了變化等，若發現問題則應采用適當的方法進行修正，確保質量流量計健康運行，準確計量。

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