论文部分内容阅读
摘要：在本文通过分析流量计检定过程中，影响流量计检定结果的因素，从流量计的误差特性、流体介质的物性参数、现场工况条件及检定装置的问题等方面开展分析，讨论各种实际对示值误差造成影响的原因，并有针对性地提出解决方法和措施，从而有效地指导正常检定工作，保证流量计检定的公正性。
关键词：腰轮流量计;检定;误差
计量站大流量室主要承担着油田范围内大口径原油流量计的检定维修工作，使用标准体积管對液体容积式流量计开展检定工作。流量计检定结果偏差将很大程度影响到计量交接双方的经济利益，通过仪器检定而确定流量计系数，保证流量计数据的公正准确。在实际检定过程中，存在一定的检定误差的影响因素，有流量计误差特性、流体参数、检测室和实际工况条件差别及标准器设施等原因，都会对流量计检定结果产生影响，从而造成油品交接误差增加。以下笔者从各个方面进行分析，并讨论解决影响因素的对策措施。
一、流量计的误差特性对流量计检定的影响
1、腰轮流量计的工作原理
腰轮流量计具有安装操作方便，准确度高、维保工作量较小等优点，在石油石化企业中应用极其广泛。腰轮流量计主体由壳体与转子所组成，其转子和壳体间构成一个固定的容积，通过上部的导向齿轮带动腰轮转子不间断地转动，在压差作用下输送出定容积介质。当流体经过流量计内部时，转子每旋转一周就会排出定量的液体，通过累计腰轮转动的周数，经过齿轮、密封联轴器机构带动指示装置的动作，就可直接读出累积液体的容积数值，也可通过并联的脉冲发讯器进行信号远传。
腰轮流量计作为一种机械仪表，在使用一段时间后由于石墨轴承、驱动齿轮等内部附件的磨损，其转子与壳体之间的间隙增大，导致流量计漏失量逐渐增加，其示值误差增大，直接影响着仪表的准确度。
2、腰轮流量计的误差特性
腰轮流量计在运行中，当液体流量稳定在仪表标称流量范围内，在液体流量上限与下限区间工作时，一般都呈现出稳定的误差值，这是由流量仪表的误差特性决定的。可当流量发生变化时，由于输送液体介质的泵体排量产生调整，在流量计标称流量范围以外，流量计的误差会急剧发生变化。
流量计的误差特性与仪表内部计量腔体积、仪表齿轮比常数有关。确切地说，容积式流量计的示值误差与内部转子结构有关，和液体流体性质、瞬时流量无关，容积式流量计的理想误差特性曲线是一条平行于水平轴的直线。
在小流量状态时，流量计的示值误差值在负方向倾斜程度较大;增加流量后，其示值误差逐渐向正方向偏移且比较稳定，误差曲线平行于横轴。在瞬时流量增大到一定程度后，其误差值又会偏负。容积式流量计的实际误差特性曲线情况，是由于流量仪表存在漏流现象，流体介质通过转子与内壁的间隙直接流向出口，这些流量没有被计量。
二、检定介质的物性参数对检定的影响
影响流量计检定的检定介质物性参数有温度、密度及粘度等因素，以油库内在用某台流量计作为实验对象进行检定实验，以确定各物性参数对流量计检定造成的影响。
当原油介质温度升高时，原油介质的密度和粘度降低，该流量计的漏失量增大，其流量计特性曲线向负的方向偏移，而且由于流量计本身金属材料受热膨胀，导致计量腔体积发生相对变化，传动机构膨胀变形，造成流量计示值误差增大。
由于流量计的腰轮与壳体之间存在一定间隙，因此运行运行中存在漏流量，漏流量的大小随液体介质粘度不同而变化。在高粘度流体流动时，漏流量变小，误差偏负，反之则变大。
三、现场检定与工况条件对流量计检定的影响
在检定流量计过程中，介质的各项参数有比较大的影响，例如介质温度、密度、流量值及管段内压力等。只有做到将检定状态下的介质与实际使用情况下介质的流量、温度、密度等物性参数相匹配，才能比较准确地掌握流量计的误差特性曲线，从而确定流量计各点的流量系数。
在线检定就是对正常工作状态下的流量计进行现场检定，由于是将相关流程中液体介质切换至体积管标准装置进行流量计检定，其中介质的温度、压力、密度等参数的几乎相同，其影响可忽略不计。而离线检定是将不同使用条件下的流量计安装在标准流量装置的前端进行现场检定，由于实际使用条件与检定条件差别较大，被检流量计在正常运行时使用检定条件下仪表系数进行交接，造成一定的测量误差。
现举例说明流量计检定与工作情况不匹配的问题：某联合站现场使用的腰轮流量计输送介质温度一般在（70～75）℃，流量计出口压力为（0.40～0.60）MPa，而在离线检定过程中，现场实际介质液体温度为（45～55）℃，流量计出口压力为（0.06～0.15） MPa，相应的介质密度也不相同，这样就造成了流量计检定结果与现场使用中产生比较大的偏差，被检流量计的检定误差曲线被降低，使实际运行时的曲线高于检定曲线，导致流量计的基本误差偏正。
四、检定标准装置对检定的影响
体积管流量标准装置的工作原理比较简单，两个检测开关之间容积值是标准值，液体介质在标准管段内的压力作用下，推动置换球向前移动，先后触发检测开关，分别向频率计数器发出启停信号，流量计在这个时间内累积的脉冲信号数量，经过标准状态下的温度、压力修正后换算成标准容积值，通过公式可求出流量计系数MF。
在温度、压力不变的情况下，影响流量计系数MF的主要因素是流量计累计脉冲数N。脉冲数N来源于置换球触发检测开关，发出启停信号时间。置换球是一个中空的弹性橡胶球，其直径与标准管段内径相比有（2～4）%的过盈量，检定介质在其前后的漏失量小于总体积的0.006%，即容积为6000L的标准管段有0.36个脉冲数误差，因此检测开关的灵敏度和推球器与阀座密封程度直接影响着脉冲数量。如果检测开关灵敏度偏差，置换球接触到检测开关后动作较慢，脉冲数值未被及时检测到，标准管段内容积值会相应的变小，脉冲数相应对比的增大;推球器端面与阀座之间密封不严，介质会从缝隙间产生漏失，置换球在标准管段里运行时间延长，结果是累计脉冲数增多，流量计特性曲线下移。
结束语：腰轮流量计实际检定工作中存在很多影响因素，只有正确认识流量计误差特性对流量计运行造成的影响，避免现场检定原油介质的温度、密度及粘度等物性参数在检定过程中的变化，尽可能消除检定与工况条件下的差异，以及加强对体积管流量标准装置的维护保养，确保检定标准装置处于良好的工作状态等等，是做好腰轮流量计检定工作的基础，以确保计量交接结果的公平公正。
参考文献：
[1] JJG 667-2010.液体容积式流量计检定规程[S].中国国家质量监督检验检疫总局，2010.
[2] 赵峰.液体容积式流量计漏失量引起的误差分析[J].石油工业技术监督，2015（09）.
关键词：腰轮流量计;检定;误差
计量站大流量室主要承担着油田范围内大口径原油流量计的检定维修工作，使用标准体积管對液体容积式流量计开展检定工作。流量计检定结果偏差将很大程度影响到计量交接双方的经济利益，通过仪器检定而确定流量计系数，保证流量计数据的公正准确。在实际检定过程中，存在一定的检定误差的影响因素，有流量计误差特性、流体参数、检测室和实际工况条件差别及标准器设施等原因，都会对流量计检定结果产生影响，从而造成油品交接误差增加。以下笔者从各个方面进行分析，并讨论解决影响因素的对策措施。
一、流量计的误差特性对流量计检定的影响
1、腰轮流量计的工作原理
腰轮流量计具有安装操作方便，准确度高、维保工作量较小等优点，在石油石化企业中应用极其广泛。腰轮流量计主体由壳体与转子所组成，其转子和壳体间构成一个固定的容积，通过上部的导向齿轮带动腰轮转子不间断地转动，在压差作用下输送出定容积介质。当流体经过流量计内部时，转子每旋转一周就会排出定量的液体，通过累计腰轮转动的周数，经过齿轮、密封联轴器机构带动指示装置的动作，就可直接读出累积液体的容积数值，也可通过并联的脉冲发讯器进行信号远传。
腰轮流量计作为一种机械仪表，在使用一段时间后由于石墨轴承、驱动齿轮等内部附件的磨损，其转子与壳体之间的间隙增大，导致流量计漏失量逐渐增加，其示值误差增大，直接影响着仪表的准确度。
2、腰轮流量计的误差特性
腰轮流量计在运行中，当液体流量稳定在仪表标称流量范围内，在液体流量上限与下限区间工作时，一般都呈现出稳定的误差值，这是由流量仪表的误差特性决定的。可当流量发生变化时，由于输送液体介质的泵体排量产生调整，在流量计标称流量范围以外，流量计的误差会急剧发生变化。
流量计的误差特性与仪表内部计量腔体积、仪表齿轮比常数有关。确切地说，容积式流量计的示值误差与内部转子结构有关，和液体流体性质、瞬时流量无关，容积式流量计的理想误差特性曲线是一条平行于水平轴的直线。
在小流量状态时，流量计的示值误差值在负方向倾斜程度较大;增加流量后，其示值误差逐渐向正方向偏移且比较稳定，误差曲线平行于横轴。在瞬时流量增大到一定程度后，其误差值又会偏负。容积式流量计的实际误差特性曲线情况，是由于流量仪表存在漏流现象，流体介质通过转子与内壁的间隙直接流向出口，这些流量没有被计量。
二、检定介质的物性参数对检定的影响
影响流量计检定的检定介质物性参数有温度、密度及粘度等因素，以油库内在用某台流量计作为实验对象进行检定实验，以确定各物性参数对流量计检定造成的影响。
当原油介质温度升高时，原油介质的密度和粘度降低，该流量计的漏失量增大，其流量计特性曲线向负的方向偏移，而且由于流量计本身金属材料受热膨胀，导致计量腔体积发生相对变化，传动机构膨胀变形，造成流量计示值误差增大。
由于流量计的腰轮与壳体之间存在一定间隙，因此运行运行中存在漏流量，漏流量的大小随液体介质粘度不同而变化。在高粘度流体流动时，漏流量变小，误差偏负，反之则变大。
三、现场检定与工况条件对流量计检定的影响
在检定流量计过程中，介质的各项参数有比较大的影响，例如介质温度、密度、流量值及管段内压力等。只有做到将检定状态下的介质与实际使用情况下介质的流量、温度、密度等物性参数相匹配，才能比较准确地掌握流量计的误差特性曲线，从而确定流量计各点的流量系数。
在线检定就是对正常工作状态下的流量计进行现场检定，由于是将相关流程中液体介质切换至体积管标准装置进行流量计检定，其中介质的温度、压力、密度等参数的几乎相同，其影响可忽略不计。而离线检定是将不同使用条件下的流量计安装在标准流量装置的前端进行现场检定，由于实际使用条件与检定条件差别较大，被检流量计在正常运行时使用检定条件下仪表系数进行交接，造成一定的测量误差。
现举例说明流量计检定与工作情况不匹配的问题：某联合站现场使用的腰轮流量计输送介质温度一般在（70～75）℃，流量计出口压力为（0.40～0.60）MPa，而在离线检定过程中，现场实际介质液体温度为（45～55）℃，流量计出口压力为（0.06～0.15） MPa，相应的介质密度也不相同，这样就造成了流量计检定结果与现场使用中产生比较大的偏差，被检流量计的检定误差曲线被降低，使实际运行时的曲线高于检定曲线，导致流量计的基本误差偏正。
四、检定标准装置对检定的影响
体积管流量标准装置的工作原理比较简单，两个检测开关之间容积值是标准值，液体介质在标准管段内的压力作用下，推动置换球向前移动，先后触发检测开关，分别向频率计数器发出启停信号，流量计在这个时间内累积的脉冲信号数量，经过标准状态下的温度、压力修正后换算成标准容积值，通过公式可求出流量计系数MF。
在温度、压力不变的情况下，影响流量计系数MF的主要因素是流量计累计脉冲数N。脉冲数N来源于置换球触发检测开关，发出启停信号时间。置换球是一个中空的弹性橡胶球，其直径与标准管段内径相比有（2～4）%的过盈量，检定介质在其前后的漏失量小于总体积的0.006%，即容积为6000L的标准管段有0.36个脉冲数误差，因此检测开关的灵敏度和推球器与阀座密封程度直接影响着脉冲数量。如果检测开关灵敏度偏差，置换球接触到检测开关后动作较慢，脉冲数值未被及时检测到，标准管段内容积值会相应的变小，脉冲数相应对比的增大;推球器端面与阀座之间密封不严，介质会从缝隙间产生漏失，置换球在标准管段里运行时间延长，结果是累计脉冲数增多，流量计特性曲线下移。
结束语：腰轮流量计实际检定工作中存在很多影响因素，只有正确认识流量计误差特性对流量计运行造成的影响，避免现场检定原油介质的温度、密度及粘度等物性参数在检定过程中的变化，尽可能消除检定与工况条件下的差异，以及加强对体积管流量标准装置的维护保养，确保检定标准装置处于良好的工作状态等等，是做好腰轮流量计检定工作的基础，以确保计量交接结果的公平公正。
参考文献：
[1] JJG 667-2010.液体容积式流量计检定规程[S].中国国家质量监督检验检疫总局，2010.
[2] 赵峰.液体容积式流量计漏失量引起的误差分析[J].石油工业技术监督，2015（09）.