水流量標準裝置的設計與應用

簡要介紹了液體流量標準裝置的建設背景、工作原理和組成，分析了如何保證裝置的安全運行和提高測量精度。測量性能測試表明，裝置的穩(wěn)定性和重復性均滿足技術指標要求，裝置質量方法的擴展不確定度小于0。流量范圍為0 . 03%。該裝置的建立能夠滿足油田及周邊地區(qū)的需要，對提高油田的流量計量水平具有重要意義。

為解決油田及周邊地區(qū)大口徑水流量計的溯源問題，彌補原有靜態(tài)質量裝置的不足，進一步提高水流量測量的準確度，東營分站提出建立液體流量標準裝置。所謂流量標準裝置，是指能夠高精度復現流量標準值，并對流量計進行檢定的工作系統(tǒng)。流量標準裝置作為統(tǒng)一和傳遞流量單位值的標準，為經濟核算或仲裁提供了依據。通過該裝置的設計、研究和建立，東營變電站油、氣、水溯源系統(tǒng)將更加科學、合理和統(tǒng)一。

流量標準裝置的工作原理

東營分站建立的液體流量標準裝置包括靜態(tài)質量法和標準表法兩種檢定方法。這兩種驗證方法可以定期進行比較和驗證，從而確保設備的整體性能佳。標準裝置由水池、變頻水泵機組、穩(wěn)壓器、標準表機組、稱重設備和計算機控制單元組成。用質量法檢定流量計時，水流經被檢流量計、標準表和稱重容器(或旁通管)。此時標準表只起到顯示瞬時流量和監(jiān)測流量的作用，不參與計算。用標準表法檢定流量計時，水經過標準表和被測流量計后直接流回水池，不經過稱重部分。兩種檢定方法的有效結合在一定程度上提高了流量計的檢定效率。

標準裝置的設計

1流量變頻調節(jié)設計

液體流量標準裝置的變頻調節(jié)系統(tǒng)由一臺變頻器和三臺電機組成。通過標準表組提供的實時流量與設定流量的比較，調節(jié)變頻器的輸出，改變電機的轉速，實現流量的快速調節(jié)(閥門可以實現流量的微調)。工作原理圖如圖2所示。

2硬件系統(tǒng)的抗干擾措施

流量裝置所在的實驗室總會有一些不需要的干擾信號，有時會對測量結果產生很大的影響。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，本系統(tǒng)采取了以下抗干擾措施:

1)計算機控制柜和變頻器控制柜之間傳輸的所有信號都是隔離的。繼電器起到隔離開關控制信號的作用。變頻器用4~20mA電流信號控制電機轉速，通過在電路上增加電流隔離模塊實現隔離。2)計算機控制系統(tǒng)使用單獨的凈化電源；3)確保所有設備和儀器可靠接地；4)避免信號線和電源線平行布置。

3安全措施

為了有效控制風險，確保裝置的安全運行和操作，裝置的設計和建立嚴格按照QHSE的相關管理規(guī)定，并編制了現場操作指導書，定期進行危險因素的識別和隱患的查找，并在操作過程中嚴格遵守這些規(guī)定。比如計重罐上限的報警功能，就是為了防止誤操作和外界因素造成液體從罐中逸出。

4加強設備的后期維護。

設備的維護對保證測量結果的準確性和可靠性具有重要意義。裝置中的輔助設備(如溫度變送器、壓力變送器)應定期檢查或校準；定期檢查設備上所有閥門和儀表夾的密封性；換向器等零件要經常擰緊，防止螺絲松動影響精度。

設備的性能測試驗證

流量穩(wěn)定性是評價流量標準裝置性能的重要指標。作為流量標準，良好的穩(wěn)定性是流量標準裝置的基本要求，也是準確反映被測流量計性能的前提。

根據本裝置的站數，分別在大和小流量下對每個站進行流量穩(wěn)定性試驗。我們選擇的小流速為0.5m

經過前期調研、設計和性能測試，該裝置各項測試數據均滿足技術指標要求，順利通過建設標準評審。該裝置的擴展不確定度在國內處于地位，較好地滿足了實際生產的需要。它將在油田和中石化發(fā)揮重要作用，使油田油、氣、水的溯源系統(tǒng)更加科學、合理、統(tǒng)一，確保傳質系統(tǒng)能夠滿足油田生產、科研和實驗室認證的需要。