水流量标准装置的设计与应用

简要介绍了液体流量标准装置的建设背景、工作原理和组成，分析了如何保证装置的安全运行和提高测量精度。测量性能测试表明，装置的稳定性和重复性均满足技术指标要求，装置质量方法的扩展不确定度小于0。流量范围为0 . 03%。该装置的建立能够满足油田及周边地区的需要，对提高油田的流量计量水平具有重要意义。

为解决油田及周边地区大口径水流量计的溯源问题，弥补原有静态质量装置的不足，进一步提高水流量测量的准确度，东营分站提出建立液体流量标准装置。所谓流量标准装置，是指能够高精度复现流量标准值，并对流量计进行检定的工作系统。流量标准装置作为统一和传递流量单位值的标准，为经济核算或仲裁提供了依据。通过该装置的设计、研究和建立，东营变电站油、气、水溯源系统将更加科学、合理和统一。

流量标准装置的工作原理

东营分站建立的液体流量标准装置包括静态质量法和标准表法两种检定方法。这两种验证方法可以定期进行比较和验证，从而确保设备的整体性能佳。标准装置由水池、变频水泵机组、稳压器、标准表机组、称重设备和计算机控制单元组成。用质量法检定流量计时，水流经被检流量计、标准表和称重容器(或旁通管)。此时标准表只起到显示瞬时流量和监测流量的作用，不参与计算。用标准表法检定流量计时，水经过标准表和被测流量计后直接流回水池，不经过称重部分。两种检定方法的有效结合在一定程度上提高了流量计的检定效率。

标准装置的设计

1流量变频调节设计

液体流量标准装置的变频调节系统由一台变频器和三台电机组成。通过标准表组提供的实时流量与设定流量的比较，调节变频器的输出，改变电机的转速，实现流量的快速调节(阀门可以实现流量的微调)。工作原理图如图2所示。

2硬件系统的抗干扰措施

流量装置所在的实验室总会有一些不需要的干扰信号，有时会对测量结果产生很大的影响。为了保证系统的稳定运行，本系统采取了以下抗干扰措施:

1)计算机控制柜和变频器控制柜之间传输的所有信号都是隔离的。继电器起到隔离开关控制信号的作用。变频器用4~20mA电流信号控制电机转速，通过在电路上增加电流隔离模块实现隔离。2)计算机控制系统使用单独的净化电源；3)确保所有设备和仪器可靠接地；4)避免信号线和电源线平行布置。

3安全措施

为了有效控制风险，确保装置的安全运行和操作，装置的设计和建立严格按照QHSE的相关管理规定，并编制了现场操作指导书，定期进行危险因素的识别和隐患的查找，并在操作过程中严格遵守这些规定。比如计重罐上限的报警功能，就是为了防止误操作和外界因素造成液体从罐中逸出。

4加强设备的后期维护。

设备的维护对保证测量结果的准确性和可靠性具有重要意义。装置中的辅助设备(如温度变送器、压力变送器)应定期检查或校准；定期检查设备上所有阀门和仪表夹的密封性；换向器等零件要经常拧紧，防止螺丝松动影响精度。

设备的性能测试验证

流量稳定性是评价流量标准装置性能的重要指标。作为流量标准，良好的稳定性是流量标准装置的基本要求，也是准确反映被测流量计性能的前提。

根据本装置的站数，分别在大和小流量下对每个站进行流量稳定性试验。我们选择的小流速为0.5m

经过前期调研、设计和性能测试，该装置各项测试数据均满足技术指标要求，顺利通过建设标准评审。该装置的扩展不确定度在国内处于地位，较好地满足了实际生产的需要。它将在油田和中石化发挥重要作用，使油田油、气、水的溯源系统更加科学、合理、统一，确保传质系统能够满足油田生产、科研和实验室认证的需要。