官方博客  中文版 | ENGLISH

客服热线:0517-86930968;
               13951262528

当前位置:首页 > 技术文章 
腰轮流量计的计量误差分析
更新时间:2019-6-24 8:15:43 浏览:1450 关闭窗口 打印此页
 [导读] 腰轮流量计是目前原油输送过程中精确度高,使用较广的一种计量器具,本文介绍了腰轮流量计的结构、工作原理、检定过程,分析了它在使用过程中产生计量误差的原因,依据实际运行情况提出具体做法,以保证腰轮流量计的计量准确度,尽量减少经济损失。
 
    腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表,广泛应用于油田管道输送中粘度较大的油品计量交接,其设计制造工艺已比较成熟,计量精度可达±0.2%,可以实现各种油品的准确计量,是计量交接双方普遍接受的一种计量器具。通过对腰轮流量计的误差因素进行分析,在日常的使用过程中尽量满足其使用条件,降低计量误差,使流量计始终运行在所要求的计量精度范围内,不仅有利于“维护科学、公平、公正”的计量交接原则,而且保证计量交接双方的利益不受损失。
 
    一、腰轮流量计的结构及原理
 
    1.腰轮流量计的结构
 
    腰轮流量计也称罗茨流量计,属于容积式流量计,从结构形式分为立式和卧式两种,其外观和内部结构见图1和图2。腰轮流量计轮由计量腔、密封连接和计数器三部分组成,其中计量部分的腰轮转子又分为单腰轮(一对腰轮)和双腰轮(两对腰轮),腰轮之间夹角为45°。采用双腰轮结构,可保证腰轮在液体流速不变的情况下,呈等速运转,减小或消除流量计的震动。
 
 
 
图1 腰轮流量计外观
 
 
 
图2 腰轮流量计结构示意图
 
    2.工作原理
 
    腰轮流量计具有结构简单、工作稳定、牢固耐用、测量精度高、量程范围宽等特点。其工作原理是:当被测液体流经流量计时,出口端产生一个压差间形成一定容积的计量腔,其间充满液体,在流量计进出口压力差的作用下,推动一对(或两对)互相啮合的腰轮流量计转子转动,转子B按顺时针方向转动,转子在转动过程中,转子和流量计壳体之间的液体随转子的转动,被分隔连续不断的排出,通过传动机构将排出液体的体积显示在计数器的表盘上,也可通过脉冲发信器进行信号远传。其工作过程如图3所示:
 
 
 
图3 腰轮流量计的工作原理图
 
    二、误差因素分析
 
    腰轮流量计用于测量通过流量计的液体油品的体积量。测量是一个对比、示差、平衡和读数的过程,在实际生产中,由于测量对象、测量方法、测量器具和测量者本身会不同程度地受环境和测量条件的影响,使显示值和“真值”之间出现差异,这个差异就是测量误差。腰轮流量计的误差主要是指在标准参比条件下,被测量油品通过流量计后的体积误差或瞬时流量误差。影响腰轮流量计计量误差主要有以下几方面因素:
 
    1.漏失因素
 
    腰轮流量计的腰轮通过一对导向齿轮互相啮合,两腰轮之间及它们与壳体内壁之间始终保持着动接触状态,当被测油品通经流量计时,有一小部分油品就会从两转子间及转子与壳体内壁的间隙流过,这部分油品虽然流经流量计,但没被流量计计量,这种现象称为泄露。由于流量计制造材料及制造工艺等因素影响,腰轮与壳体之间的间隙不可能完全消除,所以存在不同程度的漏流量。由于泄漏的存在,腰轮流量计出现负误差。
 
    2.温度因素
 
    流体在流经腰轮流量计计量室时,为使流体推动转子灵活自如地转动,流量计转子与壳体、转子与转子之间留有一定的间隙;而且因流量计材质不同,受不同温度条件的影响,发生不同的变化,因此产生一定的漏失量。油品温度对计量误差的影响有两个方面:一方面温度升高,油品中部分轻组分逸出,增大了液体体积,出现正误差。另一方面随着温度升高,粘度下降,油品流动性增强,从而泄漏量增大,出现负误差。同时,原油粘度与温度成反比关系,温度升高,原油粘度减小,流量计漏失量也将增大。
 
    3.附件误差
 
    由于流量计的辅助设备而造成的计量误差称为附件误差。流量计的辅助设备主要包括过滤器、消气器、压力表、温度计、发讯器等,这些设备的安装位置及工作状态都直接影响到流量计的测量。以温度计为例,首先应符合精度要求,即使用最小分度值为0.2℃(或更精确)的全浸入式温度计,其次要合理安装,测温点应具有代表性,不在死角区,尽量避开电磁干扰,温度计的保护管与管道垂直成45℃逆流安装,端部应处于管道的中心区域内,管内应注入防冻保温的液体。这样,测量结果才能接近“真值”,否则就会造成较大的测量误差。
 
    4.压力损失因素
 
    油品要推动腰轮流量计转子转动,需要克服机械阻力和油品粘滞阻力,而造成压力损失,引起油品泄露。压力损失越大,泄露就越多,测量误差越大。压力变化对误差的影响主要有两方面:
 
    (1)压力对计量腔容积的影响
 
    由于压力作用,流量计壳体的弹性变形,随着压力增高,计量腔体积增大,由此引起转子与壳体之间的间隙增大,漏失量也随着增大。
 
    (2)压力对原油体积的影响
 
    压力不仅对流量计计量腔有影响,而且对原油体积也有影响,当生产运行压力高于检定的压力时,原油体积相应变小。在流量较小时,由于流量计进出口压差小,腰轮的转速低,漏流量大,误差较大;大流量时,由于腰轮回转力矩大,误差也较大。当流量在某一确定范围内,误差曲线较平稳,是流量计最佳工作状态。
 
    4、粘度因素
 
    腰轮流量计的优点是计量数据精密准确,但被测油品的粘度对测量精度也有影响,同一流量下,高粘度油品的测量误差较小。粘度较高的油品,流动性差,泄漏量小,误差较小。含轻组分较高的油品,其中轻组分易于挥发变成气体,油气混合通过腰轮流量计轮流量计时,流量计对油品的检测量会大于实际通过的油品量,误差E>0.。蜡量高的油品,当温度偏低时,易于结蜡,使计量腔体积减少,误差E<0。    
 
    三、几点建议
 
    1.腰轮流量计的型号应与现场流程、泵排量相匹配,工作流量在流量范围最大值的1/3—2/3范围内,腰轮流量计的附件配置应符合规程要求,整改不合理处,以保证流量计的使用条件。
 
    2.检定流量计时,液体的粘度应尽量与流量计实际测量液体的粘度基本相一致;若流量计工作液体的粘度为5~50mPas时,则检定液体的粘度应不小于5mPas,且与流量计实际测量液体的粘度之差,一般不大于9mPas;若一台流量计工作液体的粘度大于50mPas则检定液体的粘度仅要求不小于50mPas时;若满足不了规定要求,可按流量计产品说明书提供的粘度修正计算公式(或修正曲线,修正数据表)进行粘度修正。
 
    3.若油品含气量较大、流态不稳定,须安装消气器和整流器。
 
    4.检定液的温度与实际测量液的温度差控制在±5℃以内,否则要进行温度修正。
 
    5.根据检定周期,按时送检流量计,及时调整齿轮比等。现场使用情况异常时,应缩短检定周期,及时维修检定、排除故障。
上一篇文章: 腰轮流量计在线检...
下一篇文章: 浅议腰轮流量计在...
在线客服系统