一、引言

      腰輪流量計是一種容積式流量測量儀表，廣泛應(yīng)用于油田管道輸送中的油品計量交接，其設(shè)計制造工藝已比較成熟，計量精度可達(dá)±0.2%（甚至±0.1%），可以實現(xiàn)各種油品的準(zhǔn)確計量，是計量交接雙方普遍接受的一種計量器具。分析腰輪流量計的誤差因素，盡量減少計量誤差，使流量計始終運行在所要求的計量精度范圍內(nèi)，有利于維護(hù)“科學(xué)、公平、公正”的計量交接原則，有效緩解交接雙方的矛盾，保證計量交接雙方的利益不受損失。

      二、結(jié)構(gòu)原理

      腰輪流量計也稱羅茨流量計，分為立式和臥式兩種，主要由計量腔、密封連接和計數(shù)顯示三部分組成，圖1為腰輪流量計的總體結(jié)構(gòu)框圖，圖2為腰輪流量計的結(jié)構(gòu)圖。

      腰輪流量計具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、牢固耐用、測量精度高、量程范圍寬等特點。其工作原理是：當(dāng)被測液體流經(jīng)流量計時，在進(jìn)出口端產(chǎn)生一個壓差，推動一對（或兩對）互相嚙合的腰輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子和流量計殼體之間形成一定容積的計量腔，其間充滿液體，隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，被分隔連續(xù)不斷地排出，通過傳動機(jī)構(gòu)將排出的體積顯示在計數(shù)器的表盤上，也可通過脈沖發(fā)信器進(jìn)行信號遠(yuǎn)傳。其工作過程如圖3所示。

      三、誤差確定

      腰輪流量計用于測量液體油品通過的體積量。測量是一個對比、示差、平衡和讀數(shù)的過程，如果這一過程是在理想的環(huán)境和條件下進(jìn)行的，即一切影響都不存在，測量將是十分精確的，但在實際中并不存在理想條件，測量對象、測量方法、測量器具和測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，必然影響測量示值的大小，使示值和“真值”之間出現(xiàn)差異，這個差異就是測量誤差。腰輪流量計的誤差主要是指在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下，被測量油品通過流量計后的體積誤差或瞬時流量誤差。使用標(biāo)準(zhǔn)裝置對其檢定可以確定計量誤差的大小，按下列公式計算：

          E＝（Q₁－Q₀）÷Q₀X100% 

         ξ＝Q₀÷Q₁

式中  E   ―― 基本誤差；
        Q₁ ―― 流量計計量流量；
        Q₀ ―― 標(biāo)準(zhǔn)裝置的體積量；
        ξ ―― 流量計系數(shù)。

      反映腰輪流量計流量和計量誤差關(guān)系的曲線，稱為誤差曲線。

      四、誤差分析

      1 裝置誤差

      腰輪流量計因本身結(jié)構(gòu)調(diào)整和量值沒有達(dá)到規(guī)定狀態(tài)產(chǎn)生的誤差，稱為裝置誤差。

      腰輪流量計的誤差公式可表示為：

      E＝1－q/α

      其中q為轉(zhuǎn)子循環(huán)動作一次排出的油品體積，α為常數(shù)，二者同為體積單位，α是由齒輪傳動比和指針轉(zhuǎn)一周的刻度值所決定的，與流量計本身的結(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<q時，E<0為負(fù)差；當(dāng)>q時，E>0為正差。

      另外，腰輪流量計的腰輪通過一對導(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接觸狀態(tài)。當(dāng)被測油品通過流量計時，有一小部分油品就會從兩轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子與殼體內(nèi)壁的間隙流過，這部分油品雖然經(jīng)過流量計，但沒被計量，這種現(xiàn)象稱為泄漏。由于泄漏的存在，腰輪流量計流出的量總是多而指示的量少，呈負(fù)誤差。

      2 附件誤差

      由于流量計的輔助設(shè)備而造成的計量誤差稱為附件誤差。流量計的輔助設(shè)備主要包括過濾器、消氣器、壓力表、溫度計、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的測量。以溫度計為例，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；其次要合理安裝，測溫點應(yīng)具有代表性，不在死角區(qū)，盡量避開電磁干擾。溫度計的保護(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，測量結(jié)果才能接近“真值”，否則就會造成較大的測量誤差。

      3 壓力損失誤差

      油品要推動腰輪轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，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，測量誤差越大。

      4 油溫誤差

      油品溫度對計量誤差的影響有兩個方面：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，油氣混合通過腰輪流量計時，流量計對油品的檢測量會大于實際通過的油品量，誤差E>0。蠟量高的油品，當(dāng)溫度偏低時，易于結(jié)蠟，使計量腔減少，誤差E<0 。

      6 人為誤差

      由于測量者固有習(xí)慣，對事物變化的反應(yīng)速度、分辨能力等有所不同而造成的記錄信號超前或滯后，讀取測量數(shù)據(jù)時產(chǎn)生偏差，或油量換算中出現(xiàn)查表失誤、計算錯誤等等，這些情況都會造成不同程度的誤差。

      五、幾點建議

      1、腰輪流量計的型號應(yīng)與現(xiàn)場流程、油品排量相匹配，工作流量為最大值的1/3～2/3范圍內(nèi)。腰輪流量計及其輔助設(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)，拆裝流量計要小心輕放，及時加注潤滑油，保證流量計安全平穩(wěn)運行。
      3、流量計前后壓差應(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、更換過濾器的濾網(wǎng)，確保流量計正常運行。
      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、溫度過高的油品通過流量計前應(yīng)進(jìn)行降黏降溫處理。
      5、根據(jù)檢定周期，按時送檢流量計，及時調(diào)整齒輪比等。現(xiàn)場使用情況異常時，應(yīng)縮短檢定周期，及時維修檢定，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，測量儀表及自動化，北京：石油工業(yè)出版社，1996，43~49