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。