一、引言
腰輪流量計(jì)是一種容積式流量測(cè)量?jī)x表，廣泛應(yīng)用于油田管道輸送中的油品計(jì)量交接，其設(shè)計(jì)制造工藝已比較成熟，計(jì)量精度可達(dá)±0.2%（甚至±0.1%），可以實(shí)現(xiàn)各種油品的準(zhǔn)確計(jì)量，是計(jì)量交接雙方普遍接受的一種計(jì)量器具。分析腰輪流量計(jì)的誤差因素，盡量減少計(jì)量誤差，使流量計(jì)始終運(yùn)行在所要求的計(jì)量精度范圍內(nèi)，有利于維護(hù)“科學(xué)、公平、公正”的計(jì)量交接原則，有效緩解交接雙方的矛盾，保證計(jì)量交接雙方的利益不受損失。
二、結(jié)構(gòu)原理
腰輪流量計(jì)也稱羅茨流量計(jì)，分為立式和臥式兩種，主要由計(jì)量腔、密封連接和計(jì)數(shù)顯示三部分組成，圖1為腰輪流量計(jì)的總體結(jié)構(gòu)框圖，圖2為腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。
腰輪流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、牢固耐用、測(cè)量精度高、量程范圍寬等特點(diǎn)。其工作原理是：當(dāng)被測(cè)液體流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在進(jìn)出口端產(chǎn)生一個(gè)壓差，推動(dòng)一對(duì)（或兩對(duì)）互相嚙合的腰輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)子和流量計(jì)殼體之間形成一定容積的計(jì)量腔，其間充滿液體，隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，被分隔連續(xù)不斷地排出，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將排出的體積顯示在計(jì)數(shù)器的表盤(pán)上，也可通過(guò)脈沖發(fā)信器進(jìn)行信號(hào)遠(yuǎn)傳。其工作過(guò)程如圖3所示。
三、誤差確定
腰輪流量計(jì)用于測(cè)量液體油品通過(guò)的體積量。測(cè)量是一個(gè)對(duì)比、示差、平衡和讀數(shù)的過(guò)程，如果這一過(guò)程是在理想的環(huán)境和條件下進(jìn)行的，即一切影響都不存在，測(cè)量將是十分精確的，但在實(shí)際中并不存在理想條件，測(cè)量對(duì)象、測(cè)量方法、測(cè)量器具和測(cè)量者本身都要不同程度地受各種因素的影響；當(dāng)這些因素變化時(shí)，必然影響測(cè)量示值的大小，使示值和“真值”之間出現(xiàn)差異，這個(gè)差異就是測(cè)量誤差。腰輪流量計(jì)的誤差主要是指在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下，被測(cè)量油品通過(guò)流量計(jì)后的體積誤差或瞬時(shí)流量誤差。使用標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)其檢定可以確定計(jì)量誤差的大小，按下列公式計(jì)算：
E＝（Q1－Q0）÷Q0X99%
ξ＝Q0÷Q1
式中 E ―― 基本誤差；
Q1 ―― 流量計(jì)計(jì)量流量；
Q0 ―― 標(biāo)準(zhǔn)裝置的體積量；
ξ ―― 流量計(jì)系數(shù)。
反映腰輪流量計(jì)流量和計(jì)量誤差關(guān)系的曲線，稱為誤差曲線。
四、誤差分析
1 裝置誤差
腰輪流量計(jì)因本身結(jié)構(gòu)調(diào)整和量值沒(méi)有達(dá)到規(guī)定狀態(tài)產(chǎn)生的誤差，稱為裝置誤差。
腰輪流量計(jì)的誤差公式可表示為：
E＝1－q/α
其中q為轉(zhuǎn)子循環(huán)動(dòng)作一次排出的油品體積，α為常數(shù)，二者同為體積單位，α是由齒輪傳動(dòng)比和指針轉(zhuǎn)一周的刻度值所決定的，與流量計(jì)本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，與油品的流量、黏度、溫度等因素?zé)o關(guān)。當(dāng)α
另外，腰輪流量計(jì)的腰輪通過(guò)一對(duì)導(dǎo)向齒輪互相嚙合，兩腰輪之間及它們與殼體內(nèi)壁之間始終保持著動(dòng)接觸狀態(tài)。當(dāng)被測(cè)油品通過(guò)流量計(jì)時(shí)，有一小部分油品就會(huì)從兩轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子與殼體內(nèi)壁的間隙流過(guò)，這部分油品雖然經(jīng)過(guò)流量計(jì)，但沒(méi)被計(jì)量，這種現(xiàn)象稱為泄漏。由于泄漏的存在，腰輪流量計(jì)流出的量總是多而指示的量少，呈負(fù)誤差。
2 附件誤差
由于流量計(jì)的輔助設(shè)備而造成的計(jì)量誤差稱為附件誤差。流量計(jì)的輔助設(shè)備主要包括過(guò)濾器、消氣器、壓力表、溫度計(jì)、發(fā)訊器等，這些設(shè)備的安裝位置及工作狀態(tài)都直接影響到流量計(jì)的測(cè)量。以溫度計(jì)為例，首先應(yīng)符合精度要求，即使用最小分度值為0.2℃（或更精確）的全浸式溫度計(jì)；其次要合理安裝，測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)具有代表性，不在死角區(qū)，盡量避開(kāi)電磁干擾。溫度計(jì)的保護(hù)管與管道垂直或成45°逆流安裝，端部應(yīng)處于管道的中心區(qū)域內(nèi)，管內(nèi)應(yīng)注入防凍保溫的液體。這樣，測(cè)量結(jié)果才能接近“真值”，否則就會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。
3 壓力損失誤差
油品要推動(dòng)腰輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，需要克服機(jī)械阻力和油品黏滯阻力，而造成壓力損失，引起油品泄漏。壓力損失越大，泄漏量就越多，測(cè)量誤差越大。
4 油溫誤差
油品溫度對(duì)計(jì)量誤差的影響有兩個(gè)方面：一方面溫度升高，油品中部分輕組分逸出，增大了液體體積，出現(xiàn)正誤差。另一方面隨著溫度升高，黏度下降，油品流動(dòng)性增強(qiáng)，從而泄漏量增大，出現(xiàn)負(fù)誤差。
5 油質(zhì)誤差
黏度較高的油品，流動(dòng)性差，泄漏量小，誤差較小。含輕組分較高的油品，其中輕組分易于揮發(fā)變成氣體，油氣混合通過(guò)腰輪流量計(jì)時(shí)，流量計(jì)對(duì)油品的檢測(cè)量會(huì)大于實(shí)際通過(guò)的油品量，誤差E>0。蠟量高的油品，當(dāng)溫度偏低時(shí)，易于結(jié)蠟，使計(jì)量腔減少，誤差E<0 。
6 人為誤差
由于測(cè)量者固有習(xí)慣，對(duì)事物變化的反應(yīng)速度、分辨能力等有所不同而造成的記錄信號(hào)超前或滯后，讀取測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生偏差，或油量換算中出現(xiàn)查表失誤、計(jì)算錯(cuò)誤等等，這些情況都會(huì)造成不同程度的誤差。
五、幾點(diǎn)建議
1、腰輪流量計(jì)的型號(hào)應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)流程、油品排量相匹配，工作流量為值的1/3～2/3范圍內(nèi)。腰輪流量計(jì)及其輔助設(shè)備的配置應(yīng)符合規(guī)程要求，如有不合理處，應(yīng)盡快整改。
2、日常使用中要嚴(yán)格按要求操作和維護(hù)，倒換流程要平穩(wěn)，拆裝流量計(jì)要小心輕放，及時(shí)加注潤(rùn)滑油，保證流量計(jì)安全平穩(wěn)運(yùn)行。
3、流量計(jì)前后壓差應(yīng)小于0.05MPa，若大于此值，可能存在雜質(zhì)堵塞，重者腰輪轉(zhuǎn)子卡死，導(dǎo)致憋壓噴油，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此，應(yīng)定期檢查、清洗、更換過(guò)濾器的濾網(wǎng)，確保流量計(jì)正常運(yùn)行。
4、若油品含氣量較大、流態(tài)不穩(wěn)定，須安裝消氣器和整流器。黏度較大、溫度過(guò)高的油品通過(guò)流量計(jì)前應(yīng)進(jìn)行降黏降溫處理。
5、根據(jù)檢定周期，按時(shí)送檢流量計(jì)，及時(shí)調(diào)整齒輪比等。現(xiàn)場(chǎng)使用情況異常時(shí)，應(yīng)縮短檢定周期，及時(shí)維修檢定，排除故障。
6、加強(qiáng)職工的工作責(zé)任心，引導(dǎo)他們熟練掌握操作規(guī)程，提高職工業(yè)務(wù)素質(zhì)，盡量減小人為誤差。
參考文獻(xiàn)：
[1] 謝建昌，王克華，測(cè)量?jī)x表及自動(dòng)化，北京：石油工業(yè)出版社，1996，43~49
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