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摘 要:腰轮流量计是目前油田、原油管道输送中使用较广且使用时间较长的一种流量计量器具,其工作性能、运行状态直接关系经济利益,为此正确使用腰轮流量计非常必要,本文就影响腰轮流量计的检定方法及计量精度影响因素进行研究,提高计量的准确度。
关键词:腰轮流量计 检定 因素
1 引言
随着科学技术的发展,需要检测的流体品种越来越多,检测的精度度要求越来越高,根据不同的测量对象的物理性质,运用不同的物理原理和规律,设计制造出了各种类型的流量仪表广泛应用于生产实际。腰轮流量计是目前油田、原油管道输送中使用较广且使用时间较长的一种流量计量器具,为之配套的检定、安装、维修服务业务已达一定水准。部分油田采用流量计作为计量交接点,原油通过输油末站腰轮流量计计量后外运,其工作性能,运行状态直接关系买卖双方经济利益,为此正确使用腰轮流量计非常必要,现就影响腰轮流量计计量精度的几个因素作如下探讨。
2 腰轮流量计的使用与检定方法研究
腰轮流量计主要由壳体、腰轮、机械传动和数据显示等部分组成,其原理是在流体压差作用下推动流量计中光滑的腰轮转动,由于两腰轮与导向齿轮保持相对位置,并与壳体形成计量腔,腰轮转动时流经的原油经计量腔连续不断的排出,并通过传动机构的体积量显示在屏幕上,也可通过并联的脉冲发讯器进行信号远传。为了确保腰轮流量计良好的工作状态,在日常使用中要严格按要求操作和维护,定期加注润滑油,严禁超权限使用。加强流量计的比对和检定工作,防止出现计量误差。
作为机械仪表,腰轮流量计在使用一段时间后由于止推轴承,石墨轴承,驱动从轮磨损腰轮间隙变化(标准为0.05mm)等原因导致计量精度降低,运行时间超过5年的流量计一般会出现超差现象,针对此问题,一方面要开展维护工作,另一方面要加强与储油罐数据比对,及时掌握流量计运行状态,以维护买卖双方经济利益。输油末站做好每次外输时流量计比对工作,流量计与储油罐属于同精度计量器具,而储油罐的容积表在常态下相对稳定,在单位时间内两者比对的差值应是1个常数,油差值变化可以判断流量计系数变化。控制流量计最有效的方法是进行检定,检定方式分为在线检定和离线检定:一是离线检定即检定站检定,是将被检流量计从工艺管线上拆下,送到指定的检定站进行检定,检定站一般用水(或柴油)作检定液体,使用的检定液体的温度、压力在规定的范围内,检定时严格控制液体的流动状态,不得断流或者有压力波动及信号的干扰。二是在线检定即通过标准体积器的量值传递进行精度修正,将误差控制在规程允许范围内,目前最常用的方法有标准表法、标准秤法、标准罐法、标准体积管法,标准体积管法国内外使用较广,其特点:一检定时不影响流量计正常工作,不产生油品蒸发。流量计脉冲发讯器分辨率为0.1%,体积管复现性0.02% 以上,系统精度高。二是操作简便、自动化程度高、利用计算机管理。
3 影响流量计计量精度度的因素
影响流量计计量精度的因素有粘度、温度、压力、流量、杂质等因素,由于原油是一种物理性质随着温度和压力变化的液体,比如粘度、密度、体积等,原油的这种物理性质,对它的计量是有一定的影响。
3.1 粘度因素
粘度是阻止流体流动的一种性质,特别是对容积流量计是通过其表面张力的作用改变转子与壳体之间的间隙,因此,粘度对容积流量计实际上有影响流量计精度的作用,对较低的流量范围效果更明显,由于仪表存在着运动零部件,运动着的零部件与壳体间有一定的间隙,因此产生泄露。泄露量与粘度变化有关;对高粘度的原油泄漏量相对较小,对于低粘度原油泄漏量特别严重。一般来说,随着粘度地增加压损也会增加,特别是对高粘度原油要消耗更大的能量才能使转子转动,产生较大的压力差,为此多数流量计生产厂规定了流量计的最大压损。另外粘度增加使流量计的通过量降低,解决这一问题的主要途径是提高油温降低粘度。被测介质的粘度变化对所有的流量计都会有影响,只是影响程度稍有差别,所以,要求流量计使用时与检定时液体粘度基本一致,如不一致就应对流量计重新检定,实际使用过程中流量计不要一表多用。
3.2 温度因素
温度是对流量计计量过程中有很大影响的一个参数,温度的变化将引起一系列参数的变化,如被计量原油体积、密度、原油粘度以及转子与壳体之间间隙等直接影响到误差曲线的改变。
3.2.1 温度对粘度的影响
我国原油绝大部分是石蜡基原油,也是高粘度原油,特别大庆原油、长庆原油、青海原油都是高含蜡原油。原油的粘温性能关系不仅是指导输油管线设计和生产管理的重要依据,而且也是原油计量过程中必须考虑的因素:虽然各种原油的粘温关系不同,但是高含蜡原油的粘温关系基本规律大体是一致。引起粘度上升有2个主要原因:一是随着温度下降原油中析出石蜡越来越多,因此原油中的网状集团越来越多,促使结构粘度上升,二是低温时原油的分子间作用力增加促使粘度上升,前者是主要的。
3.2.2 温度对原油体积的影响
原油密度、體积随温度变化是一个问题从两个方面反映出来,一定质量的原油,温度发生变化时体积也必然发生变化,而体积的变化必然引起密度的变化,为了解决由于存在转子与壳体的体膨胀不同步影响准确性问题,采取对流量计加保温套措施,减少环境温度急剧变化对壳体的影响,提高计量精度。
3.3 压力因素
流量计压力太高或太低均会改变流量计的准确性,壳体必须能承受一定的压力,因为原油流量计都是在一定的压力下进行的,在压力作用下不论是流量计本身,还是原油都受到影响。流量计将产生一定程度的弹性变形,而原油将受到压缩,是否修正就要考虑下面几个因素:一是系统压力的高度;二是介质压缩系数;三是要求计量精度高低;四是系统流量范围。原油在压力作用下,体积缩小,而密度增大,影响流量计程度要比温度的影响小的多。出口端压力过低会加速被测介质气化,这对易挥发的介质尤为重要,造成计量不准。流量计前后压差越大,泄露量大,因此我们对流量计选型时考虑,使用时不超过流量计规定的压力和流量范围,且必须平稳操作,勿急开关。
3.4 流量因素
流经流量计的流量小时,进出口差压小,转子转速小,泄露量则大,这样计量误差大;流经流量计的流量大时,流量计转子回转力矩大,转速大,且泄露量大。当流量在一确定范围流量时,流量与转子转速成正比例关系,泄露量小,计量误差小且平稳运行,为此确保流量计运行于最佳工作状态,必须选择流量范围适当流量计。
3.5 介质因素
介质就是流经流量计的液体,介质性质包括温度、粘度、压力等。例如出厂检定介质是水,实际使用计量原油或出厂检定介质是柴油,实际使用计量汽油,会影响流量计计量精度度。
3.6 空气因素
空气进入流经流量计原油,使流量计输出脉冲数出现误差,因此必须加装消气器,消除原油中空气,提高计量准确性。
3.7 杂质因素
流量计使用一段时间后会出现磨损,如果过滤器没有及时清洁,就会使原油中杂质增多,杂质对腰轮流量计腰轮的工作状态都会造成影响,轻则会影响流量计计量精度度,重则会使流量计卡死。
4 结论与认识
在日常使用中要保证原油清洁无杂质,并且粘度、温度、压力、流量等合适,对计量精度超差的流量计,还要进行调整,凋整后必须按规定加装铅封,带表盘的流量计,可参照说明书更换齿轮组来调整计量精度。
参考文献
[1] SY5671-1993,石油及液体石油产品流量计交接计量规程[S].
关键词:腰轮流量计 检定 因素
1 引言
随着科学技术的发展,需要检测的流体品种越来越多,检测的精度度要求越来越高,根据不同的测量对象的物理性质,运用不同的物理原理和规律,设计制造出了各种类型的流量仪表广泛应用于生产实际。腰轮流量计是目前油田、原油管道输送中使用较广且使用时间较长的一种流量计量器具,为之配套的检定、安装、维修服务业务已达一定水准。部分油田采用流量计作为计量交接点,原油通过输油末站腰轮流量计计量后外运,其工作性能,运行状态直接关系买卖双方经济利益,为此正确使用腰轮流量计非常必要,现就影响腰轮流量计计量精度的几个因素作如下探讨。
2 腰轮流量计的使用与检定方法研究
腰轮流量计主要由壳体、腰轮、机械传动和数据显示等部分组成,其原理是在流体压差作用下推动流量计中光滑的腰轮转动,由于两腰轮与导向齿轮保持相对位置,并与壳体形成计量腔,腰轮转动时流经的原油经计量腔连续不断的排出,并通过传动机构的体积量显示在屏幕上,也可通过并联的脉冲发讯器进行信号远传。为了确保腰轮流量计良好的工作状态,在日常使用中要严格按要求操作和维护,定期加注润滑油,严禁超权限使用。加强流量计的比对和检定工作,防止出现计量误差。
作为机械仪表,腰轮流量计在使用一段时间后由于止推轴承,石墨轴承,驱动从轮磨损腰轮间隙变化(标准为0.05mm)等原因导致计量精度降低,运行时间超过5年的流量计一般会出现超差现象,针对此问题,一方面要开展维护工作,另一方面要加强与储油罐数据比对,及时掌握流量计运行状态,以维护买卖双方经济利益。输油末站做好每次外输时流量计比对工作,流量计与储油罐属于同精度计量器具,而储油罐的容积表在常态下相对稳定,在单位时间内两者比对的差值应是1个常数,油差值变化可以判断流量计系数变化。控制流量计最有效的方法是进行检定,检定方式分为在线检定和离线检定:一是离线检定即检定站检定,是将被检流量计从工艺管线上拆下,送到指定的检定站进行检定,检定站一般用水(或柴油)作检定液体,使用的检定液体的温度、压力在规定的范围内,检定时严格控制液体的流动状态,不得断流或者有压力波动及信号的干扰。二是在线检定即通过标准体积器的量值传递进行精度修正,将误差控制在规程允许范围内,目前最常用的方法有标准表法、标准秤法、标准罐法、标准体积管法,标准体积管法国内外使用较广,其特点:一检定时不影响流量计正常工作,不产生油品蒸发。流量计脉冲发讯器分辨率为0.1%,体积管复现性0.02% 以上,系统精度高。二是操作简便、自动化程度高、利用计算机管理。
3 影响流量计计量精度度的因素
影响流量计计量精度的因素有粘度、温度、压力、流量、杂质等因素,由于原油是一种物理性质随着温度和压力变化的液体,比如粘度、密度、体积等,原油的这种物理性质,对它的计量是有一定的影响。
3.1 粘度因素
粘度是阻止流体流动的一种性质,特别是对容积流量计是通过其表面张力的作用改变转子与壳体之间的间隙,因此,粘度对容积流量计实际上有影响流量计精度的作用,对较低的流量范围效果更明显,由于仪表存在着运动零部件,运动着的零部件与壳体间有一定的间隙,因此产生泄露。泄露量与粘度变化有关;对高粘度的原油泄漏量相对较小,对于低粘度原油泄漏量特别严重。一般来说,随着粘度地增加压损也会增加,特别是对高粘度原油要消耗更大的能量才能使转子转动,产生较大的压力差,为此多数流量计生产厂规定了流量计的最大压损。另外粘度增加使流量计的通过量降低,解决这一问题的主要途径是提高油温降低粘度。被测介质的粘度变化对所有的流量计都会有影响,只是影响程度稍有差别,所以,要求流量计使用时与检定时液体粘度基本一致,如不一致就应对流量计重新检定,实际使用过程中流量计不要一表多用。
3.2 温度因素
温度是对流量计计量过程中有很大影响的一个参数,温度的变化将引起一系列参数的变化,如被计量原油体积、密度、原油粘度以及转子与壳体之间间隙等直接影响到误差曲线的改变。
3.2.1 温度对粘度的影响
我国原油绝大部分是石蜡基原油,也是高粘度原油,特别大庆原油、长庆原油、青海原油都是高含蜡原油。原油的粘温性能关系不仅是指导输油管线设计和生产管理的重要依据,而且也是原油计量过程中必须考虑的因素:虽然各种原油的粘温关系不同,但是高含蜡原油的粘温关系基本规律大体是一致。引起粘度上升有2个主要原因:一是随着温度下降原油中析出石蜡越来越多,因此原油中的网状集团越来越多,促使结构粘度上升,二是低温时原油的分子间作用力增加促使粘度上升,前者是主要的。
3.2.2 温度对原油体积的影响
原油密度、體积随温度变化是一个问题从两个方面反映出来,一定质量的原油,温度发生变化时体积也必然发生变化,而体积的变化必然引起密度的变化,为了解决由于存在转子与壳体的体膨胀不同步影响准确性问题,采取对流量计加保温套措施,减少环境温度急剧变化对壳体的影响,提高计量精度。
3.3 压力因素
流量计压力太高或太低均会改变流量计的准确性,壳体必须能承受一定的压力,因为原油流量计都是在一定的压力下进行的,在压力作用下不论是流量计本身,还是原油都受到影响。流量计将产生一定程度的弹性变形,而原油将受到压缩,是否修正就要考虑下面几个因素:一是系统压力的高度;二是介质压缩系数;三是要求计量精度高低;四是系统流量范围。原油在压力作用下,体积缩小,而密度增大,影响流量计程度要比温度的影响小的多。出口端压力过低会加速被测介质气化,这对易挥发的介质尤为重要,造成计量不准。流量计前后压差越大,泄露量大,因此我们对流量计选型时考虑,使用时不超过流量计规定的压力和流量范围,且必须平稳操作,勿急开关。
3.4 流量因素
流经流量计的流量小时,进出口差压小,转子转速小,泄露量则大,这样计量误差大;流经流量计的流量大时,流量计转子回转力矩大,转速大,且泄露量大。当流量在一确定范围流量时,流量与转子转速成正比例关系,泄露量小,计量误差小且平稳运行,为此确保流量计运行于最佳工作状态,必须选择流量范围适当流量计。
3.5 介质因素
介质就是流经流量计的液体,介质性质包括温度、粘度、压力等。例如出厂检定介质是水,实际使用计量原油或出厂检定介质是柴油,实际使用计量汽油,会影响流量计计量精度度。
3.6 空气因素
空气进入流经流量计原油,使流量计输出脉冲数出现误差,因此必须加装消气器,消除原油中空气,提高计量准确性。
3.7 杂质因素
流量计使用一段时间后会出现磨损,如果过滤器没有及时清洁,就会使原油中杂质增多,杂质对腰轮流量计腰轮的工作状态都会造成影响,轻则会影响流量计计量精度度,重则会使流量计卡死。
4 结论与认识
在日常使用中要保证原油清洁无杂质,并且粘度、温度、压力、流量等合适,对计量精度超差的流量计,还要进行调整,凋整后必须按规定加装铅封,带表盘的流量计,可参照说明书更换齿轮组来调整计量精度。
参考文献
[1] SY5671-1993,石油及液体石油产品流量计交接计量规程[S].