计量器具之（流量计）测量误差原因分析

一、计量器具本身存在误差

我厂的质量流量计精度等级大多为0.2。即经过检定其相对误差在± 0.2%以内。用于能耗的大多为体积流量计，精度等级更低。即其检定的相对误差更大。

油罐容积标定的容积与实际容积之间的误差不超过±0.5％。

按JJG398《测深钢卷尺检定规程》，检定石油量油尺时所加于尺带的拉力为45N，但在实际标定时，不排除加力不足或超重的可能性。这就是说，在其标定时就已产生了误差。另一普遍现象是一把量油尺频繁使用，虽然该尺尚在检定有效期内，但因尺带严重扭曲，使计量所得的油高值往往大于实际值。

SY－Ⅰ型石油密度计允许差数为±0.0005g／cm3；SY－Ⅱ型石油密度计允许差数为±0.001g／cm3。这两个修正值对贸易交接来说，是一个不容忽视的因素。因此对密度计的标定与否，将直接影响计量精确度。

二、工况改变造成器具测量误差及操作产生误差

目前装置物料及能耗采用流量计计量，受工况影响产生附加误差。原油动态计量采用流量计配玻璃密度浮计计量方式，油品分析过程中的水分测定及密度测量均由人工操作来完成。油品火车罐车出厂采用人工检尺的方法。无论那种测量都会产生误差，除仪器本身误差外，人的因素也会带来一些附加误差。

1、工况改变使流量计产生测量误差：

流量计动态计量由于仪表本身的系统误差，及受检定条件与生产运行条件下油品性质，温度，压力等参数的变化而存在着误差。

工况压力对测量结果的影响：我厂进出装物料流量计大多为质量流量计。流量计在标定站标定压力一般在0.2MPa左右，标定介质多数为水，但是质量流量计安装后实际工作压力比标定压力高好几倍。对DS300质量流量计的实际工作压力每升高0.1MPa，质量流量计会产-0.17%～-0.12%的附加误差，即当工作压力高于检定压力时，每高出0.1MPa质量流量计会产生约为-0.15％的附加误差；而当工作压力低于检定压力时，每低于0.1 MPa质量流量计会产生约0.15％的附加误差。工况压力对科氏力质量流量计的测量的准确度影响较小，而零点校验对它的测量准确度影响较大。对于孔板流量计测量误差更明显。孔板设计时是按照给定的已知条件进行计算的，但实际测量中介质的温度、密度、压力、粘度等参数往往发生变化，实际应用中被测介质温度每变化10℃，液体的密度变化大致不超过1%。气体在常温附近，温度每变化10℃时，密度变化约3%，气体在1个大气压时，压力每变化10Pa，密度变化10％。

在生产中由工况压力的改变造成流量计计量不准。如气体分离装置9月份物料不能平衡，通过对其进出物料数据分析，造成不平衡的原因是气体分离装置为降低其能耗，改变工艺操作，由原来泵送产品物料改为自压生产方式，输送压力由原来的1.5MPa降低为0.8Mpa。低于其工况下的饱和蒸汽压，使液态烃汽化导致质量流量计计量不准。

工作温度对质量流量计测量结果也有影响：当温度发生变化时，传感管的钢性也随之变化，从而影响质量流量计的准确度；当温度变化时，还会引起传感器的几何结构的不均衡，从而影响到质量流量计的零点稳定度。

2、测量油高、温度及密度时产生误差

油高是直接反映罐内储液容量的重要参数。如果储液高度计量不准，得到的油品数量就会产生人为的误差。在油品高度计量时，油罐内径越大，油品数量误差就越大。操作人员必须掌握不同油品的特点，排除计量时可能出现的虚假性，油罐从进油结束到开始测量油高需有一段稳油的时间，待油面静止时再测量油高。对于粘度高的油品，装油结束后往往在油表面覆盖有一层泡沫，若在存有大量空气泡沫的情况下测量油罐内的油高，势必有虚假性存在。严格说来，密度计量必须在室内油品静止、温度相对稳定状态下进行测定。而在实际工作中，对于经过输转装油作业后温度会升高。分析某一温度下的密度时，分析油样的过程，分析人员的分析熟练程度及技能的高低直接影响分析结果。所以在采完油样后待温度相对稳定变化不大时再进行油样分析。减小测量误差。

在计算油品的标准体积时，需要测量油品的实际温度。而油品罐区的温度计采用热电偶温度计，大多设在罐底以上1米左右，伸进大罐1.5米左右的位置。在此位置采出的温度对整个大罐的温度不具有代表性。油罐温度可用于油罐监控，但对油品计量不能满足要求。

3、自动采样器采样器具的测量误差

现在原油进厂采用自动采样器代替手工采样，增强了采样的精度。但由于长输管道输送油品多种流态形成的不均匀性，采样器在DN300、DN350管道中间采样,采出的油样并不完全具有代表性。采出的油样分析结果与实际值必有差异。在长输管道自动采样器前加一静态混合器，让油样在管道内充分混合，然后采样分析，就会减小其测量误差。

另外，计量器具在制造过程中，因各种客观原因使所标刻度线达不到精度要求。所以必须用实测方法予以修正。消除计量器具自身的误差。降低油品计量的误差。

三、计量器具的选择、安装方式及维护的因素影响测量精度

任何计量器具都有所测介质的指向性和适应性。根据所测介质性质的不同选不同的器具。选型不好造成很大的计量误差。

在安装方式上，计量仪表使用条件苛刻，有些仪表安装需在其前后有直管段要求：如表前10D表后5D即需在表前安装10倍的管道直径、表后5倍的管道直径长度的直管段。不同型式的仪表有不同的安装要求。在仪表安装对否，对计量准确有关系。任何计量器具都有其使用寿命，也有出现故障的可能，当出现故障对其准确判断、维护的技术水平也会影响测量结果。还有使用环境恶劣与否也会造成误差。

四、针对产生误差因素，采取措施减少测量误差

（1）在油品计量过程中，计量器具合格与否，与其是否经过周期检定并给出正确的修正值密切相关。需定期进行周检。

（2）为减小原油管道自动采样器采集油样的测量误差，在长输管道自动采样器前加一静态混合器，让油样在管道内充分混合，然后采样分析，就会减小其测量误差。

（3）在实际应用中针对计量器具产生测量误差原因，采取措施减少工况产生的测量误差。对于贸易交接流量计贸易交接量要用实际测量量乘以流量计的标定系数；对于DS型质量流量计在使用中需进行压力补偿及温度补偿。对于科氏力流量计，为确保其在工况条件下的测量不确定度，在实际使用过程中一定要在工况上限压力条件下进行零点校验后方可将流量计投入正常使用，从而保证工艺控制和物料、能源计量的准确可靠。

（4）对于贸易交接流量计有两台,其流量计系数分别为0.998和1.002，对于买方来讲，希望用系数为0.998的流量计，卖方愿用系数为1.002的流量计，买卖双方易发生矛盾。建议采用流量计系数法的处理方法来避免。

流量计系数就是真实值与流量计测得值之比。也就是说，流量计示值与流量计系数之积即为真值。也就是该台流量计实际通过的量。在实际工作中，根据流量计排量及对应的流量计系数，分段对流量计示值进行修正。把经过修正的结果作为实际交接量。

更进一步的方法采用误差曲线处理法，可完全杜绝人为选择流量计或控制流量计排量来控制输送误差现象。

在工艺控制方面因充分认识到质量流量计的系统误差，可大大提高产品的质量，增强产品的市场竞争力和市场占有率。

参考文献：

1、孙丽丽工况压力对质量流量计测量准确度影响《工业控制计算机》2004年

2、袁国富 工作压力对质量流量计影响及修正方法《齐鲁石油化工》第34卷