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大口徑水流量計的溯源問題，彌補原有靜態質量裝置的不足，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。流量標準裝置作為統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、水溯源系統將更加科學、合理和統一。

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流量變頻調節設計

液體流量標準裝置的變頻調節系統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，調節變頻器的輸出，改變電機的轉速，實現流量的快速調節(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。為了保證系統的穩定運行，本系統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揮重要作用，使油田油、氣、水的溯源系統更加科學、合理、統一，確保傳質系統能夠滿足油田生產、科研和實驗室認證的需要。