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浅议腰轮流量计的误差
Updated:2019-6-24 8:26:08 Browse:1403 Close window Print this page
 [导读] 介绍了腰轮流量计的结构原理,分析了它在使用过程中产生计量误差的原因,并根据实践经验提出了消除和减少误差的几点参考性建议,以保证腰轮流量计的计量准确度,尽量减少经济损失。
 
      一、引言
 
      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%(甚至±0.1%),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。分析腰轮流量计的误差因素,尽量减少计量误差,使流量计始终运行在所要求的计量精度范围内,有利于维护“科学、公平、公正”的计量交接原则,有效缓解交接双方的矛盾,保证计量交接双方的利益不受损失。
 
      二、结构原理
 
      腰轮流量计也称罗茨流量计,分为立式和卧式两种,主要由计量腔、密封连接和计数显示三部分组成,图1为腰轮流量计的总体结构框图,图2为腰轮流量计的结构图。
 
 
 
 
 
      腰轮流量计具有结构简单、工作可靠、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,在进出口端产生一个压差,推动一对(或两对)互相啮合的腰轮转子转动。转子在转动过程中,转子和流量计壳体之间形成一定容积的计量腔,其间充满液体,随转子的转动,被分隔连续不断地排出,通过传动机构将排出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。
 
 
 
      三、误差确定
 
      腰轮流量计用于测量液体油品通过的体积量。测量是一个对比、示差、平衡和读数的过程,如果这一过程是在理想的环境和条件下进行的,即一切影响都不存在,测量将是十分精确的,但在实际中并不存在理想条件,测量对象、测量方法、测量器具和测量者本身都要不同程度地受各种因素的影响;当这些因素变化时,必然影响测量示值的大小,使示值和“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。使用标准装置对其检定可以确定计量误差的大小,按下列公式计算:
 
          E=(Q1-Q0)÷Q0X100% 
 
         ξ=Q0÷Q1
 
式中  E   —— 基本误差;
        Q1 —— 流量计计量流量;
        Q0 —— 标准装置的体积量;
        ξ —— 流量计系数。
 
      反映腰轮流量计流量和计量误差关系的曲线,称为误差曲线。
 
      四、误差分析
 
      1 装置误差
 
      腰轮流量计因本身结构调整和量值没有达到规定状态产生的误差,称为装置误差。
 
      腰轮流量计的误差公式可表示为:
 
      E=1-q/α
 
      其中q为转子循环动作一次排出的油品体积,α为常数,二者同为体积单位,α是由齿轮传动比和指针转一周的刻度值所决定的,与流量计本身的结构有关,与油品的流量、黏度、温度等因素无关。当α<q时,E<0为负差;当>q时,E>0为正差。
 
      另外,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。当被测油品通过流量计时,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,这部分油品虽然经过流量计,但没被计量,这种现象称为泄漏。由于泄漏的存在,腰轮流量计流出的量总是多而指示的量少,呈负误差。
 
      2 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或成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。
 
      3 压力损失误差
 
      油品要推动腰轮转子转动,需要克服机械阻力和油品黏滞阻力,而造成压力损失,引起油品泄漏。压力损失越大,泄漏量就越多,测量误差越大。
 
      4 油温误差
 
      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,黏度下降,油品流动性增强,从而泄漏量增大,出现负误差。
 
      5 油质误差
 
      黏度较高的油品,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,使计量腔减少,误差E<0 。
 
      6 人为误差
 
      由于测量者固有习惯,对事物变化的反应速度、分辨能力等有所不同而造成的记录信号超前或滞后,读取测量数据时产生偏差,或油量换算中出现查表失误、计算错误等等,这些情况都会造成不同程度的误差。
 
      五、几点建议
 
      1、腰轮流量计的型号应与现场流程、油品排量相匹配,工作流量为最大值的1/3~2/3范围内。腰轮流量计及其辅助设备的配置应符合规程要求,如有不合理处,应尽快整改。
      2、日常使用中要严格按要求操作和维护,倒换流程要平稳,拆装流量计要小心轻放,及时加注润滑油,保证流量计安全平稳运行。
      3、流量计前后压差应小于0.05MPa,若大于此值,可能存在杂质堵塞,重者腰轮转子卡死,导致憋压喷油,严重影响生产。因此,应定期检查、清洗、更换过滤器的滤网,确保流量计正常运行。
      4、若油品含气量较大、流态不稳定,须安装消气器和整流器。黏度较大、温度过高的油品通过流量计前应进行降黏降温处理。
      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。
     6、加强职工的工作责任心,引导他们熟练掌握操作规程,提高职工业务素质,尽量减小人为误差。
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