腰輪流量計(jì)在油品計(jì)量中的誤差分析
計(jì)量交接是管道儲(chǔ)運(yùn)工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié),計(jì)量交接使用設(shè)備的準(zhǔn)確度在交接工作中尤為重要。分析腰輪流量計(jì)的誤差特性,有利于保證流量計(jì)始終在所要求的計(jì)量精度下運(yùn)行,保證計(jì)量交接工作真正做到公平公正,使交接雙方的利益不受損失。
一、腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
腰輪流量計(jì)由測(cè)量本體、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、顯示及遠(yuǎn)傳部分組成。該流量計(jì)的轉(zhuǎn)子是一對(duì)腰形輪,按照工作狀態(tài)可分為立式和臥式兩種,按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子兩類(lèi)。通常,大口徑流量計(jì)均采用立式和臥式雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),小口徑流量計(jì)采用單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),兩者的工作原理相同,區(qū)別在于雙轉(zhuǎn)子組合流量計(jì)在同一根軸上固定了兩個(gè)轉(zhuǎn)子,兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的夾角為45o,相當(dāng)于兩個(gè)流量計(jì)并聯(lián)運(yùn)行,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),管道內(nèi)壓力波動(dòng)較小,因此,許多計(jì)量交接點(diǎn)都在使用。
二、腰輪流量計(jì)的誤差特性
腰輪流量計(jì)屬于容積式流量計(jì),用于測(cè)量液體油品通過(guò)的體積量(累計(jì)流量),誤差特性主要是指被測(cè)量油品通過(guò)流量計(jì)后的體積誤差及瞬時(shí)流量誤差。
1、制造過(guò)程中形成的誤差
通過(guò)流量計(jì)的油品體積為V,通過(guò)流量計(jì)后的指示值為I,通過(guò)流量計(jì)的體積誤差為E,表示為:
E=(I-V)/I (1)
現(xiàn)假設(shè)流過(guò)的體積為V,腰輪流量計(jì)把液體分割成n個(gè)的體積,每個(gè)體積為V,則V=n×V。如果通過(guò)體積V流體的表頭指示值為I,通過(guò)V體積油品的相應(yīng)指示值為a,則I=n×a,那么,
E=(I-V)/I=(na-nv)/na=1-v/a (2)
a與計(jì)量容器的制造有關(guān),與齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比有關(guān),與油品的流量和粘度無(wú)關(guān)。當(dāng)v<a時(shí),則E>0;當(dāng)v>a時(shí),則E<0。a與v為同一容積單位。
2、泄漏量誤差
(1)由于制造原因引起的泄漏
在測(cè)量流量,腰輪流量計(jì)除了把體積V的液體分割成一個(gè)個(gè)計(jì)量容積V排出外,還多流出一部分液體油品,這部分液體油品不是被封閉后排出的,而是通過(guò)運(yùn)動(dòng)部件和外殼之間或運(yùn)動(dòng)件之間的間隙直接從入口流至出口,這種現(xiàn)象稱(chēng)為泄漏。泄漏的油品雖然經(jīng)過(guò)流量計(jì),但不被計(jì)量。由于這一原因,僅從泄漏量誤差來(lái)看(假設(shè)制造誤差為零),腰輪流量計(jì)總是流出的量多而指示的量少,呈負(fù)誤差,此誤差與油品的粘度有關(guān)。
(2)壓力損失對(duì)泄漏量的影響
油品要推動(dòng)運(yùn)動(dòng)件動(dòng)作,需要克服由此產(chǎn)生的機(jī)械阻力和粘滯阻力造成的壓力損失。泄漏量與壓力損失密切相關(guān),一般流量越大,壓力損失越大,泄漏量就越大;流量計(jì)機(jī)械阻力越大壓力損失就越大,泄漏量就越多。因此,壓力損失(既壓力差)越小越好。
3、油品粘度的影響
腰輪流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)量數(shù)據(jù)精密準(zhǔn)確,但被測(cè)油品的粘度對(duì)測(cè)量精度也有影響,同一流量下,高粘度油品的測(cè)量誤差較小。
4、溫度的影響
溫度對(duì)油品測(cè)量誤差的影響,主要是溫度對(duì)粘度的影響引起的。粘度與溫度、壓力有關(guān),一般情況下,壓力對(duì)油品粘度的影響可以忽略,溫度對(duì)粘度的影響較大,當(dāng)油品溫度升高時(shí),粘度下降,泄漏量增加,測(cè)量誤差較大。
5、油質(zhì)的影響
含輕組分較高的油品,當(dāng)溫度偏高時(shí),油品中的輕組分揮發(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)量就會(huì)大于實(shí)際通過(guò)的油品量,誤差E>0。含蠟量高的油品,當(dāng)溫度較低時(shí),轉(zhuǎn)子結(jié)蠟,使計(jì)量腔減小,E<0。
三、誤差的確定
腰輪流量計(jì)的基本誤差主要是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)其檢定來(lái)實(shí)現(xiàn)。流量計(jì)基本誤差也可按下式近似計(jì)算:
式中 E ―― 基本誤差;
Qzh―― 被檢腰輪流量計(jì)指示值;
Qb ―― 標(biāo)準(zhǔn)裝置容積值;
ε ―― 流量計(jì)系數(shù)。
四、誤差的減少或消除
一旦發(fā)現(xiàn)腰輪流量計(jì)誤差較大時(shí),應(yīng)采取以下幾種方法來(lái)消除或減少誤差。
(1)改變傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比。E>0時(shí),齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比向小于1的方向調(diào)整;E<0時(shí),齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比向大于1的方向調(diào)整。
(2)當(dāng)油品中含有氣體時(shí),在流量計(jì)前加消氣器,消除油品中的氣體。
(3)采用分段修正的方法消除誤差。
(4)根據(jù)使用情況縮短檢定周期。