隨著SY/T6682-2007《用科氏質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量液態(tài)烴流量》的發(fā)布，以及質(zhì)量流量計(jì)廠商大口徑流量產(chǎn)品的陸續(xù)推出，需對(duì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量油品流量的技術(shù)性能測(cè)試。
流量的準(zhǔn)確測(cè)量是貿(mào)易交接和工業(yè)控制中一個(gè)很重要的因素。對(duì)于以質(zhì)量為單位的流量計(jì)量，質(zhì)量流量計(jì)具備了高準(zhǔn)確性和高穩(wěn)定性、直接質(zhì)量流量測(cè)量等特點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)體積流量測(cè)量方法因?yàn)槭艿綔囟取毫Α⒄扯取⒚芏鹊纫蛩氐挠绊懚y以真正達(dá)到所標(biāo)稱的測(cè)量準(zhǔn)確度，改變了傳統(tǒng)高準(zhǔn)確度流量計(jì)依靠機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)和傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)流量傳遞的方法。所以，質(zhì)量流量計(jì)在以質(zhì)量為單位的油品貿(mào)易交接計(jì)量、石油石化企業(yè)內(nèi)部油品的輸轉(zhuǎn)計(jì)量核算等方面得到廣泛應(yīng)用。
隨著SY/T6682-2007《用科氏質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量液態(tài)烴流量》的發(fā)布，以及質(zhì)量流量計(jì)廠商大口徑流量產(chǎn)品的陸續(xù)推出，需對(duì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量油品流量的技術(shù)性能測(cè)試。
性能測(cè)試
2007年，石油工業(yè)計(jì)量測(cè)試研究所對(duì)質(zhì)量流量計(jì)廠商生產(chǎn)的CMF300 型質(zhì)量流量計(jì)（配2400S 型變送器）進(jìn)行了性能測(cè)試，測(cè)試分為水裝置基礎(chǔ)測(cè)試、柴油體積管測(cè)試、原油體積管測(cè)試、水裝置復(fù)現(xiàn)性測(cè)試四步進(jìn)行，從而了解質(zhì)量流量計(jì)的油品計(jì)量性能。
水裝置基礎(chǔ)測(cè)試
按照檢定規(guī)程進(jìn)行基本性能測(cè)試，測(cè)試流量點(diǎn)共6個(gè)，依次為190t/h（裝置最大流通能力）、136t/h、54.4t/h、27.2t/h、13.6t/h，最后回到190t/h，每個(gè)流量點(diǎn)測(cè)7次。由表1可以看出，CMF300水裝置測(cè)試誤差在基本性能測(cè)試試驗(yàn)中，該流量計(jì)在測(cè)試量程范圍內(nèi)的誤差均在±0.1%范圍內(nèi)，重復(fù)性不大于0.01%，具有很好的基本測(cè)量性能。
柴油和原油測(cè)試試驗(yàn)
CMF300體積管法變粘度測(cè)試試驗(yàn)，測(cè)試介質(zhì)為柴油和原油，檢定流量點(diǎn)共5個(gè)，從大流量點(diǎn)依次檢到小流量點(diǎn)，然后再返回最大流量點(diǎn)復(fù)檢，每個(gè)流量點(diǎn)檢3次。檢定柴油溫度為36.5℃，密度約為807.05Kg/m3，粘度約為5.95cSt。檢定原油溫度為57℃，密度約為 851.1Kg/m3，粘度約為34.20cSt。柴油、原油體積管測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
由表2及圖2可以看出，CMF300在以水、柴油、原油為介質(zhì)的多粘度測(cè)試中，重復(fù)性均不大于0.03%，測(cè)試誤差均在±0.15%范圍內(nèi)。
水裝置復(fù)現(xiàn)性測(cè)試
在結(jié)束原油測(cè)試之后，對(duì)CMF300質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行了水裝置復(fù)現(xiàn)性測(cè)試，檢查經(jīng)過(guò)柴油和原油測(cè)試后的性能變化和復(fù)現(xiàn)性。水裝置復(fù)現(xiàn)性測(cè)試與水裝置基礎(chǔ)測(cè)試的流量計(jì)系數(shù)設(shè)置相同。CMF300在正常安裝條件下共測(cè)試了5個(gè)流量點(diǎn)，分別是195.5t/h（裝置最大流通能力）、136.3t/h、54.7t/h、27.3t/h，再返回195.6t/h，每個(gè)點(diǎn)測(cè)7次，測(cè)試結(jié)果如表3、圖3。
兩次測(cè)試流量計(jì)狀態(tài)基本相同，由測(cè)試誤差和曲線可以看出：水裝置復(fù)現(xiàn)性測(cè)試重復(fù)性依然良好，與基礎(chǔ)測(cè)試誤差曲線基本吻合，經(jīng)過(guò)成品油和原油測(cè)試后，CMF300水裝置測(cè)試復(fù)現(xiàn)性良好。
測(cè)試分析
計(jì)量準(zhǔn)確度
被測(cè)質(zhì)量流量計(jì)在以水、柴油和原油為介質(zhì)的各項(xiàng)測(cè)試中均保持了較好的重復(fù)性，最大為 0.03%，通過(guò)實(shí)流檢定修正流量計(jì)系數(shù)，均可以在測(cè)試流量范圍內(nèi)達(dá)到 0.2級(jí)測(cè)量準(zhǔn)確度。
使用流量范圍
質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用于液態(tài)烴貿(mào)易計(jì)量時(shí)，影響其使用量程范圍的主要因素是零點(diǎn)穩(wěn)定性和壓損。
質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用于小流量計(jì)量時(shí)，零點(diǎn)穩(wěn)定性是影響其計(jì)量誤差的主要因素，多數(shù)質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)廠家在其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上標(biāo)注了零點(diǎn)穩(wěn)定性一項(xiàng)，其測(cè)量誤差的表示方法也與零點(diǎn)穩(wěn)定性有關(guān)。例如CMF300標(biāo)稱的零點(diǎn)穩(wěn)定性為6.8kg/h，在流量小于5%最大流量時(shí)，測(cè)量誤差的表示方法為±[（零點(diǎn)穩(wěn)定性/流量值）×100]%，在5%以上流量下，標(biāo)稱測(cè)量誤差不超過(guò)±0.05%。當(dāng)測(cè)量流量過(guò)低時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量誤差會(huì)顯著增大，超出液態(tài)烴貿(mào)易計(jì)量所要求的0.2級(jí)。因此建議CMF300用于貿(mào)易交接計(jì)量的最小流量應(yīng)不低于其相應(yīng)口徑最大標(biāo)稱流量的5%。
理論上，質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量流量越大誤差越小，但壓損是制約其流量上限的一個(gè)主要因素。相同流量下質(zhì)量流量計(jì)的壓損主要與其口徑、測(cè)量介質(zhì)粘度、測(cè)量管直徑和結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。
CMF300型質(zhì)量流量計(jì)在水和58℃、34.20cSt原油測(cè)試中分別記錄了各流量點(diǎn)下的壓損，其壓損隨測(cè)量介質(zhì)的粘度增高而增大，在水測(cè)試中50%最大流量下壓損接近1bar，70%最大流量下壓損接近1.5bar，在原油下壓損更是顯著增大，40%最大流量下壓損約為1bar，60%最大流量下壓損超過(guò)了2bar。
壓力影響
相對(duì)于標(biāo)定壓力，計(jì)量應(yīng)用中工作壓力的變化會(huì)對(duì)質(zhì)量流量計(jì)振動(dòng)管的剛性、幾何形狀產(chǎn)生影響，導(dǎo)致計(jì)量精度出現(xiàn)偏差。振動(dòng)管的結(jié)構(gòu)不同，壓力增大導(dǎo)致的計(jì)量誤差的結(jié)果不同。一般來(lái)講彎管型質(zhì)量流量計(jì)隨工作壓力增大，誤差趨于負(fù)向。通常傳感器的幾何尺寸越大，管徑相對(duì)于管壁的比值越大，壓力效應(yīng)就越明顯。
表4給出了ELITE系列質(zhì)量流量計(jì)，當(dāng)標(biāo)定壓力和工作壓力不同時(shí)，工作壓力每增大 1bar時(shí)對(duì)測(cè)量精度影響的近似值。對(duì)于一些非貿(mào)易計(jì)量領(lǐng)域及壓力影響較小的計(jì)量領(lǐng)域，可不進(jìn)行壓力補(bǔ)償，但是對(duì)于壓力影響幅度超過(guò)0.1%或計(jì)量合同提出明確要求的，則應(yīng)該進(jìn)行必要的壓力補(bǔ)償。
介質(zhì)粘度影響
理論上質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果不受介質(zhì)粘度的影響，其測(cè)量范圍可從粘度較低的成品油到粘度較高的重油及渣油，但前提是應(yīng)保證足夠的計(jì)量溫度，避免測(cè)量管結(jié)蠟。本次試驗(yàn)測(cè)試的介質(zhì)粘度范圍為 1.31cSt～34.2cSt，被測(cè)質(zhì)量流量計(jì)保持了較好的計(jì)量精度。
被測(cè)質(zhì)量流量計(jì)在柴油和原油等油品的測(cè)試流量下能夠達(dá)到0.2級(jí)測(cè)量準(zhǔn)確度。實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)合理選擇工作流量范圍，盡量避免油品壓力、流量計(jì)零點(diǎn)穩(wěn)定性、測(cè)量管結(jié)蠟等因素對(duì)其計(jì)量性能的影響。
