丹东意邦计量仪器仪表有限公司,油流量标准装置(DDYBDOE.多功能油流量试验装置)采用静态质量法实现高准确度流量量值复现,采用动态质量法、启停质量法、标准流量计、体积管法作为补充测量方法,具有开式、闭式等多种流程。本装置主要用于复现油流量量值,检定、校准流量计,检定对象包含容积式流量计、涡轮流量计、速度式流量计、超声流量计、科里奥利质量流量计等,流量计输入信号包括就地、脉冲、电流、通讯。装置测量性能技术指标见下表。我方在方案后段中提供满足技术指标的测量不确定度预评估报告。
油流量标准装置(DDYBDOE.多功能油流量试验装置)技术指标表
序号 |
项目 |
静态质量法 |
动态质量法 |
启停质量法 |
标准流量计法 |
|
1 |
测量范围 |
(3~150)m³/h |
(3~100)m³/h |
(3~40)m³/h |
(3~200)m³/h |
|
2 |
设计压力 |
2.0MPa |
||||
3 |
操作压力 |
<2.0MPa |
||||
4 |
测量时介质温度范围 |
(15~40)℃ |
||||
5 |
体积流量测量不确定度 |
≤0.04%(k=2) |
≤0.1%(k=2) |
≤0.1%(k=2) |
≤0.05%(k=2) |
|
6 |
质量流量测量不确定度 |
≤0.03%(k=2) |
≤0.1%(k=2) |
≤0.1%(k=2) |
≤0.06%(k=2) |
|
7 |
测量过程中使用的总液量 |
≤15.0 m³ |
||||
8 |
测量过程中温度稳定性 |
≤ 0.1℃/min |
||||
9 |
测量过程中流量稳定性 |
≤ 0.1% |
||||
10 |
介质条件 |
粘度(测量条件下) |
≤ 35mm²/s |
≤ 50mm²/s |
≤ 100mm²/s |
≤ 100mm²/s |
11 |
介质密度 |
(770-830)kg/m³ |
本试验装置为体积管测量方法提供有利的测量基础条件。测量时介质温度范围视不同粘度介质而不同,具体在装置投入使用时以满足检定条件下的温度指标为准,该指标不超过测量时介质温度范围的要求。
检定介质采用白油,白油性能品质见下表。
白油性能品质表
序号 |
项目 |
3#白油 |
7#白油 |
15#白油 |
1 |
运动粘度(40℃) |
3 cst |
7 cst |
15 cst |
2 |
闪点(闭口) |
大于90℃ |
大于150℃ |
大于150℃ |
3 |
倾点 |
不高于-5℃ |
不高于-10℃ |
不高于-10℃ |
4 |
颜色/费氏号 |
不低于30 |
不低于30 |
不低于30 |
5 |
腐蚀试验 |
1级 |
1级 |
1级 |
6 |
水 分 |
无 |
无 |
无 |
7 |
水溶性酸或碱 |
无 |
无 |
无 |
8 |
等 级 |
优级品 |
优级品 |
优级品 |
9 |
机械杂质 |
无 |
无 |
无 |
10 |
硫含量(mg/kg) |
不高于2 |
不高于2 |
不高于2 |
11 |
芳烃含量(m%) |
不高于0.2 |
不高于0.2 |
不高于0.2 |
本试验装置具有技术难点较多、技术指标要求较高等特点。通过测量不确定度预估及技术分析,对装置误差来源进行预先分析,并对各项误差来源进行控制,对保证装置测量不确定度有着重要意义,有利于保证实现装置设计目标。针对测量误差来源进行分析,提出合理、有效的控制手段。根据技术指标、工艺概况、各项误差来源进行了不确定度分析,同时制订装置的控制方法,见下表。
测量不确定度来源及控制方法
序号 |
误差来源 |
控制手段 |
对应的设备 |
1 |
温度变化 |
温度平衡 温度监测 |
外置冷源及管道式换热器 在线声速计温度快速处理 |
2 |
压力变化 |
系统稳压 |
凸轮泵及变频系统 管道稳压装置 |
3 |
换向器 |
优化的结构 |
特制适用的换向器 |
4 |
系统泄露 |
严密的阀门 |
关键部位配备双截断密封阀, 多阀串联形式 |
6 |
电子秤的误差 |
科学的容器结构 高准确度的溯源 |
特制称量容器、 配套建设F2级砝码、高精度电子秤 |
7 |
流量变化 |
实时在线测量 |
标准流量计实时测量 优化泵组形式及配置,采用转矩变频控制形式 |
8 |
管路容积变化 |
优化设计 |
非标管路 |
根据测量不确定度控制方法,对装置的预期测量不确定度进行预估,装置预期测量不确定度情况见下表。
装置合成测量不确定度
不确定度来源 |
相对标准不确定度 |
脉冲计数时间 |
1.6×10-5 |
连接管路中质量变化 |
0.7×10-5 |
流量计处流量与密度 |
0.1×10-5 |
流入时间的不确定度 |
4.3×10-5 |
质量测量不确定度 |
5.8×10-5 |
流量计处密度测量不确定度 |
7.3×10-5 |
流量计的重复性 |
0.1×10-5 |
合成标准不确定度 |
1.3×10-4 |
本试验装置具有技术难点较多、技术指标要求较高等热点。装置的设计如果采用传统方法(各工艺设备独立配置)需要较长的生产制造周期,为缩短周期同时提高装置运行的可靠性,多功能油流量试验装置采用系统(撬座)式集成的模式建设。撬座配置形式见下表。
撬座配置表
序号 |
撬座名称 |
主要功能 |
1 |
泵组 |
试验介质的吸入及输送功能,完成介质的过滤 |
2 |
换热与流量调节 |
试验介质的温度控制,工作流量的调节 |
3 |
标准流量计 |
实时流量测量,及标准流量计法 |
4 |
测量台位 |
试验流量计的安装 |
5 |
称量系统 |
质量法测量的标准器 |
6 |
稳压流体缓冲系统 |
试验过程中介质的储存及稳压与消气功能 |
7 |
辅助系统 |
未测量过程提供必要的条件 |
8 |
控制系统 |
试验过程的控制与记录 |
设计依据
序号 |
标准规范编号 |
标准规范名称 |
备注 |
1 |
GB 150-2011 |
压力容器设计标准 |
|
2 |
GB 713-2014 |
锅炉和压力容器用钢板 |
|
3 |
GB 755-2008 |
旋转电机 额定和性能 |
|
4 |
GB 1576-2008 |
工业锅炉水质 |
|
5 |
GB/T 1885-1998 |
石油计量表 |
|
6 |
GB/T 1993-1993 |
旋转电机冷却方法 |
|
7 |
GB/T 3215-2007 |
石油、重化学和天然气工业用离心泵 |
|
8 |
GB 3836.1-2010 |
爆炸行环境 第1部分:设备 通用要求 |
|
9 |
GB 3836.2-2010 |
爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳“d” 保护的设备 |
|
10 |
GB 3836.4-2010 |
爆炸性环境 第4部分:由本质安全型“i”保护的设备 |
|
11 |
GB 3836.14-2000 |
爆炸性气体环境用电气设备 第14部分 危险场所分类 |
|
12 |
GB 3836.15-2000 |
爆炸性气体环境用电气设备 第15部分 危险场所电气安装 |
|
13 |
GB/T 3956-2008 |
电缆的导体 |
|
14 |
GB/T 4167-2011 |
砝码 |
|
15 |
GB/T 4622.2-2008 |
缠绕式垫片 管法兰用垫片尺寸 |
|
16 |
GB/T 4756-1998 |
石油液体手工取样法 |
|
17 |
GB 5908-2005 |
石油储罐阻火器 |
|
18 |
GB/T 6995-2008 |
电线电缆识别标志方法 |
|
19 |
GB/T 7353-1999 |
工业自动化仪表盘、柜、台、箱 |
|
20 |
GB/T 8163-2008 |
输送流体用无缝钢管 |
|
21 |
GB 10889-1989 |
泵的振动测量与评价方法 |
|
22 |
GB 10890-1989 |
泵的噪音测量与评价方法 |
|
23 |
GB 12158-2006 |
防止静电事故通用导则 |
|
24 |
GB 12220-1989 |
通用阀门 标志 |
|
25 |
GB/T 12221-2005 |
金属阀门 结构长度 |
|
26 |
GB/T 12224-2005 |
钢制阀门 一般要求 |
|
27 |
GB/T 12229-2005 |
通用阀门碳素钢铸件技术条件 |
|
28 |
GB/T 12236-2008 |
石油、化工及相关工业用钢制旋启式止回阀 |
|
29 |
GB/T 12237-2007 |
石油、化工及相关工业用钢制球阀 |
|
30 |
GB/T 12241-2005 |
安全阀一般要求 |
|
31 |
GB/T 12459-2005 |
钢制对焊无缝管件 |
|
32 |
GB/T 13007-2011 |
离心泵 效率 |
|
33 |
GB/T 13277-1991 |
一般用压缩空气质量等级 |
|
34 |
GB/T 14976-2012 |
流体输送用不锈钢无缝钢管 |
|
35 |
GB/T 15395-1994 |
电子设备机柜通用技术条件 |
|
36 |
GB/T 15464-1995 |
仪器仪表包装通用技术条件 |
|
37 |
GB 16409-1996 |
板式换热器 |
|
38 |
GB/T 17612-1998 |
封闭管道中液体流量的测量 称重法 |
|
39 |
GB/T 17746-1999 |
石油液体和气体动态测量、电和(或)电子脉冲数据电缆传输的保真度和可靠度 |
|
40 |
GB/T 19666-2005 |
阻燃和耐火电缆通则 |
|
41 |
GB 24511-2009 |
承压设备用不锈钢钢板及钢带 |
|
42 |
GB 27759-2011 |
流体流量测量 不确定度评定程序 |
|
43 |
GB 50058-2014 |
爆炸危险环境电力装置设计规范 |
|
44 |
GB 50093-2013 |
自动化仪表工程施工及质量验收规范 |
|
45 |
GB 50316-2000 |
工业金属管道设计规范 |
|
46 |
HG/T 20512-2000 |
仪表配管配线设计规定 |
|
47 |
HG/T 20513-2014 |
仪表系统接地设计规范 |
|
48 |
HG/T 20615-2009 |
钢制管法兰 |
|
49 |
JB/T 8680-2008 |
Y2系列(IP54)三相异步电动机 技术条件(机座号63~355) |
|
50 |
JB/T 9265-1999 |
仪表柜和仪表箱 主要结构尺寸系列 |
|
51 |
JJG 99-2006 |
砝码检定规程 |
|
52 |
JJG 164-2000 |
液体流量标准装置检定规程 |
|
53 |
JJG 643-2003 |
标准表法流量标准装置检定规程 |
|
54 |
JJG 198-1994 |
速度式流量计检定规程 |
|
55 |
JJG 209-2010 |
体积管检定规程 |
|
56 |
JJG 667-2010 |
液体容积式流量计检定规程 |
|
57 |
JJG 1029-2007 |
涡街流量计检定规程 |
|
58 |
JJG 1030-2007 |
超声流量计 |
|
59 |
JJG 1037-2008 |
涡轮流量计检定规程 |
|
60 |
JJG 1038-2008 |
科里奥利质量流量计检定规程 |
|
61 |
JJG 882-2004 |
压力变送器检定规程 |
|
62 |
JJG 2063-2007 |
液体流量计量器具 |
|
63 |
JJF 1059.1-2012 |
测量不确定度评定与表示 |
|
64 |
JJF 1183-2007 |
温度变送器校准规范 |
|
65 |
ASME B16.5-2013 |
管法兰和法兰管件 |
|
66 |
ASME B16.34-2013 |
Valves—Flanged,Threaded, and Welding End |
|
67 |
ASME B31.3-2012 |
工艺管道 |
|
68 |
ASME B31.4-2012 |
液态烃和其他液体管线输送系统 |
|
69 |
ASME B36.10-2004 |
焊接和无缝轧制钢管 |
|
70 |
ASME B36.19M-2004 |
不锈钢钢管 |
|
71 |
API SPEC 6D-2015 |
管道阀门规范 |
|
72 |
API STD 520 PT I-2014 |
大小,选择和安装泄压装置 第一部分-尺寸和选择第九版 |
|
73 |
API STD 521-2014 |
压力释放和降压系统 |
|
74 |
API 598-2009 |
阀门的检查和测试 |
|
75 |
API STD 607-2010 |
直角回转阀和装有非金属座位阀的防火试验.第六版 |
|
76 |
API 6FA-1999 |
阀门耐火试验规范 |
|
77 |
IEC529-1989 |
外壳防护等级(IP标志) |
|
78 |
ANSI/ISA -75.01.01-2007 |
Flow Equations for sizing Control Valves |
|
79 |
ANSI/ISA -75.05.01-2000(R2005) |
Control Valve Terminology |
|