期間核查在標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的應(yīng)用

上海自動(dòng)化儀表介紹了國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站武漢分站工作級(jí)標(biāo)準(zhǔn)所采用的標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，包括大流量和小流量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，利用期間核查

以保持設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的溫度、壓力和流量等進(jìn)行期間核查，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的綠色能源和化工原料，應(yīng)用越來(lái)越廣泛，天然氣工業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，其計(jì)量的準(zhǔn)確性需要不斷提高。由于

天然氣屬于易燃易爆可壓縮氣體，工況條件復(fù)雜，為滿足流量計(jì)的法定計(jì)量管理要求，需建立高壓天然氣大流量計(jì)量檢定站開(kāi)展檢定業(yè)務(wù)，以確?，F(xiàn)

場(chǎng)使用的流量計(jì)的計(jì)量性能滿足要求，從而實(shí)現(xiàn)天然氣計(jì)量的準(zhǔn)確可靠。

1、標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)

準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置以標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器，使流體在相同時(shí)間間隔內(nèi)連續(xù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和被檢流量計(jì)，比較兩者的輸出流量值，從而確定被檢流

量計(jì)的計(jì)量性能。標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置主要由流體源、試驗(yàn)管路、標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)、計(jì)時(shí)器和控制系統(tǒng)等五部分組成。標(biāo)準(zhǔn)裝置是封閉管道流量的量值

傳遞標(biāo)準(zhǔn)，可用于各種類型的流量計(jì)檢定、校準(zhǔn)及流量測(cè)試方法的研究。標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置依據(jù)的是質(zhì)量守恒原理，即流體流動(dòng)的連續(xù)性原理，

在檢定時(shí)間內(nèi)流經(jīng)被檢表和標(biāo)準(zhǔn)表的介質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系為:式中:mMUT流經(jīng)被檢表的質(zhì)量;mMSTD流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)表表的質(zhì)量;Δm溫度壓力引起的管容內(nèi)的質(zhì)量變

化量。

2計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)期間核查

期間核查是指根據(jù)規(guī)定程序，為了確定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或其他測(cè)量?jī)x器是否保持其原有狀態(tài)而進(jìn)行的操作，目的是在兩次校準(zhǔn)(或檢定)之間的時(shí)

間間隔期內(nèi)保持測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度，實(shí)質(zhì)上是核查系統(tǒng)效應(yīng)對(duì)測(cè)量?jī)x器示值的影響是否有大的變化。核查的對(duì)象是測(cè)量?jī)x器，包括計(jì)量基準(zhǔn)

、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、輔助或配套的測(cè)量設(shè)備等。國(guó)家石油天然氣大流量計(jì)量站武漢分站(以下簡(jiǎn)稱“武漢分站”)是由原國(guó)家質(zhì)檢總局授權(quán)，中國(guó)石化依托川

氣東送干線管道建立的天然氣高壓大流量計(jì)量檢定站。武漢分站工作級(jí)采用的是標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，分為大流量檢定系統(tǒng)和小流量檢定系統(tǒng)

。

大流量檢定系統(tǒng)由7臺(tái)口徑為DN200的高準(zhǔn)確度渦輪流量計(jì)組成，測(cè)量范圍:80～9600m3/h，測(cè)量結(jié)果的不確定度:U=0.29%，k=2;小流量檢定系統(tǒng)由5臺(tái)

口徑為DN100和1臺(tái)DN80的高準(zhǔn)確度渦輪流量計(jì)組成，測(cè)量范圍:20～1600m3/h，測(cè)量結(jié)果的不確定度:U=0.29%，k=2。將標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)串聯(lián)在被檢流

量計(jì)的上游，當(dāng)天然氣流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)氣體渦輪流量計(jì)和被檢流量計(jì)時(shí)，比較同一時(shí)間間隔內(nèi)兩者的輸出流量值，就可確定被檢流量計(jì)的計(jì)量性能。標(biāo)準(zhǔn)裝

置共有7個(gè)不同口徑的檢定臺(tái)位，可以檢定DN50～DN500的各種型式天然氣流量計(jì)。配備了一臺(tái)在線氣相色譜分析儀，可以實(shí)時(shí)對(duì)測(cè)量介質(zhì)的組成進(jìn)行

分析，測(cè)量數(shù)據(jù)上傳至檢定系統(tǒng)參與流量計(jì)算。為了提高測(cè)量結(jié)果的可靠性，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)支路還配備了1臺(tái)核查超聲流量計(jì)，串聯(lián)在標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)

的上游，作為比對(duì)流量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該支路渦輪流量計(jì)的計(jì)量性能，確保檢定和校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

3、期間核查方案實(shí)施

標(biāo)準(zhǔn)裝置量值溯源后即對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)作為期間核查的首次數(shù)據(jù)，以后每季度定期對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析比較測(cè)試數(shù)據(jù)以判

斷被核查的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的主要技術(shù)性能是否發(fā)生異常。自第二次期間核查開(kāi)始，對(duì)期間核查測(cè)試數(shù)據(jù)與首次期間核查測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算每個(gè)測(cè)

試點(diǎn)偏差，所有點(diǎn)的偏差應(yīng)小于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)證書所給擴(kuò)展不確定度，若有任一點(diǎn)的偏差超出標(biāo)準(zhǔn)器的擴(kuò)展不確定度，則說(shuō)明被核查標(biāo)準(zhǔn)器技術(shù)狀

態(tài)異常，需要進(jìn)行分析、查找原因，可更換核查方法及增加核查點(diǎn)，必要時(shí)應(yīng)提前進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。

3.1流量核查

3.1.1核查標(biāo)準(zhǔn)

DN200標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)選用DN200渦輪流量計(jì)作為核查標(biāo)準(zhǔn)，DN100、DN80標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)選用DN100渦輪流量計(jì)作為核查標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2核查流量點(diǎn)

DN200標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)選擇320、960、1600m3/h三個(gè)固定點(diǎn)作為核查流量點(diǎn)，DN100標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)選擇80、240、400m3/h三個(gè)固定點(diǎn)作為核查流量點(diǎn)

，DN80標(biāo)準(zhǔn)渦輪流量計(jì)選擇32、96、160m3/h三個(gè)固定點(diǎn)作為核查流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次，每次測(cè)量時(shí)間為100s。

3.1.3核查頻次

標(biāo)準(zhǔn)裝置量值溯源后即對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)作為期間核查的首次數(shù)據(jù)，以后每季度定期對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)分析比較測(cè)試數(shù)據(jù)以判

斷被核查的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的主要技術(shù)性能是否發(fā)生異常。

3.1.4核查結(jié)果

(1)DN80標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)

以第八支路的DN80標(biāo)準(zhǔn)表(SM-ＲI-X，編號(hào)10521100)為例，測(cè)量范圍16～160m3/h，擴(kuò)展不確定度為:U=0.23%，k=2。選用DN100渦輪流量計(jì)作為核查

標(biāo)準(zhǔn)，選擇160、96、32m3/h作為核查流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次，每次測(cè)量時(shí)間為100s。測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示，非常大變化量0.11%，允許變化

量為0.23%，結(jié)論為合格。

2)DN100標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)

以第六支路的DN100標(biāo)準(zhǔn)表(SM-ＲI-X，編號(hào)10521101)為例，測(cè)量范圍20～400m3/h，，擴(kuò)展不確定度為:U=0.23%，k=2。選用DN100渦輪流量計(jì)作為核

查標(biāo)準(zhǔn)，選擇400、260、80m3/h作為核查流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次，每次測(cè)量時(shí)間為100s。測(cè)量數(shù)據(jù)如表2所示，非常大變化為0.09%，允許

變化為0.23%，結(jié)論為合格。

3)DN200標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)

以非常好支路的DN200標(biāo)準(zhǔn)表(SM-ＲI-X，編號(hào)10521106)為例，測(cè)量范圍80～1600m3/h，擴(kuò)展不確定度為:U=0.23%，k=2。選用DN200渦輪流量計(jì)作為

核查標(biāo)準(zhǔn)。核查流量點(diǎn)選擇1600、960、320m3/h作為核查流量點(diǎn)，每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次，每次測(cè)量時(shí)間為100s。測(cè)量數(shù)據(jù)如表3所示，非常大變化

為0.09%，允許變化為0.23%，結(jié)論為合格。

3.2溫度壓力核查

3.2.1溫度核查

溫度變送器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表。主要用于工業(yè)過(guò)程溫度參數(shù)的測(cè)量和控制，有傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器(也稱為變

送器)兩部分組成［4］。使用干式計(jì)量爐提供穩(wěn)定熱源，選擇常用溫度20℃進(jìn)行測(cè)試，將溫度變送器鉑電阻從管道中拆下來(lái)，在干式計(jì)量爐分別依次

插入標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(2364)和溫度變送器鉑電阻探頭，待溫度穩(wěn)定后，分別記錄兩者顯示的溫度值。以ＲOSEMOUNT3144P溫度變送器，編號(hào)4006099

為例，測(cè)量范圍(－20～80)℃，擴(kuò)展不確定度為:U=0.035℃，k=2。測(cè)量數(shù)據(jù)如表4所示，非常大變化為0.03℃，允許變化為0.035℃，結(jié)論為合格。

3.2.2壓力核查

壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，而且其輸出信號(hào)與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系。主要用于工業(yè)過(guò)程

壓力參數(shù)的測(cè)量和控制，差壓變送器常用于流量的測(cè)量［5］。

參照J(rèn)JG882—2004《壓力變送器》檢定規(guī)程，使用數(shù)字壓力控制器作為核查標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓力變送器進(jìn)行期間核查。根據(jù)壓力變送器的量程，選取壓力點(diǎn)

8000、30、120kPa分別對(duì)量程為10MPa絕壓變送器、量程為62kPa和249kPa的差壓變送器進(jìn)行測(cè)試，待數(shù)值穩(wěn)定后讀取并記錄，采用比較法計(jì)算非常大

示值誤差和回差。以ＲOSE-MOUNT差壓變送器3051S，編號(hào)6853972為例，測(cè)量范圍0～62kPa，準(zhǔn)確度等級(jí)0.05級(jí)。測(cè)量數(shù)據(jù)如表5所示，非常大變化為

0.04%，允許變化為0.05%，結(jié)論為合格。

4結(jié)論

上海自動(dòng)化儀表通過(guò)對(duì)武漢分站大流量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)、小流量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)及配套的溫度變送器和壓力變送器進(jìn)行期間核查，確保裝置的性能狀態(tài)滿足規(guī)定的要求，保證工作質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的變化。若核查時(shí)流量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)出現(xiàn)超差現(xiàn)象，或有出現(xiàn)超差的趨勢(shì)，可采取預(yù)防措施避免出現(xiàn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。期間核查記錄可以證明流量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)在某個(gè)時(shí)刻是否處于校準(zhǔn)狀態(tài)，也可為數(shù)據(jù)分析和為下次期間核查提供對(duì)比數(shù)據(jù)。