LL型腰輪流量計應(yīng)用效果分析
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0 概述
隨著國內(nèi)成品油市場規(guī)模的不斷擴大,石油、石化集團不斷提高油品終端銷售率,小批量、多頻次的公路平臺發(fā)油作業(yè)成為目前油庫出庫作業(yè)的主要內(nèi)容,為了避免出現(xiàn)較大的計量誤差,提高計量結(jié)果的準確性,減少計量糾紛,同時也可以降低計量員勞動強度,流量計系統(tǒng)動態(tài)計量方式得到了廣泛應(yīng)用。
1 成品油計量交接方式的選擇與確定
成品油計量交接方式有兩種,即靜態(tài)計量和動態(tài)計量。
靜態(tài)計量主要通過金屬計量罐計量成品油罐存量。按照JJG 168-1987[1]立式金屬罐容量檢定規(guī)程,容量在100~700m3的罐,其檢定的總不確定度不大于0.2%,容量為700m3以上的罐,檢定的總不確定度不大于0.1%,而目前采用的立式金屬罐容量通常超過700m3。人工計量由于油高測量和水高測量產(chǎn)生誤差,其誤差分析為:根據(jù)JJG 1014規(guī)范,油高測量的重復性誤差為±1 mm;試油高引起的示值變化不應(yīng)超過0.5 mm;讀數(shù)估讀誤差為±0.5 mm,其他原因引起的誤差取±1 mm。因此油高測量的總誤差為:
dH[2] = ±[(0.5+0.15L)2+(12×2)+(0.52×2)]1/2
以2.5m油高作為最低油高計算誤差dH=±1.8mm,其相對誤差為1.8/2500=±0.072%,量水尺基本誤差為±0.5mm,讀數(shù)估讀誤差為±0.5mm,測量重復性誤差為±1mm,水高測量誤差為
dH1=(12 +0.52 ×3)1/2=±0.052%。
按照JJG 1014規(guī)范規(guī)定,當罐壁平均溫度與標準溫度(20℃)相差超過±10℃時,罐容量需要進行溫度修正,修正公式:
Vt = VB[1+2α(t - 20)]
在(20±10)℃若未進行修正,造成的誤差為:
e4[2] =dVt/Vt=2αdt
=2×1.2×10-5×10=±0.024%
加上其他各種因素導致的誤差,人工靜態(tài)計量綜合誤差:容量在700m3以上的油罐為±0.34%。因為這種計量方式主要是人工操作,誤差大,影響計量準確性的因素多。
成品油交接計量工作按照國家標準規(guī)定要做到統(tǒng)一性、廣泛性、準確性。選擇不同的計量方式,所得到的計量結(jié)果也不同。計量罐容積越小,計量越頻繁,誤差越大,同樣的罐容積越大,交接的數(shù)量越小,產(chǎn)生的誤差也越大。
以某油庫容量為5000m3油罐為例,油高變化1mm,體積變化約為350L,以2.5m油高計算,基本誤差為±1.8mm,體積誤差為630L,按柴油密度為830.0kg/m3計算,相差質(zhì)量為523kg。所以頻繁計量,將會導致誤差增大(見表1)。
表1 5000 m3油罐測量誤差表
注:油品發(fā)貨密度相同。
以某油庫55000m3油罐為例,高度每變化1mm體積變化2.8m3,按柴油密度為830.0kg/m3計算,相差質(zhì)量為2324kg,按罐高21m計算,誤差為15mm,體積相差42m3,質(zhì)量相差34860kg。因此按照JJG 1014規(guī)范規(guī)定,使用立式油罐收、發(fā)油計量時,每次收、發(fā)量不小于滿儲量的25%(見表2)。
表2 55000m3油罐測量誤差表
注:油品發(fā)貨密度相同。
通過比較,可以看出頻繁、小批量的使用大容量罐計量產(chǎn)生的計量誤差較大,為了避免小量、頻繁的靜態(tài)交接計量帶來的較大誤差,為保證交接計量數(shù)據(jù)的準確性,采用LL型腰輪流量計系統(tǒng)動態(tài)計量小批量油品。誤差基本控制在0.2%以內(nèi)。
2 LL型腰輪流量計[3]
2.1 結(jié)構(gòu)
LL型腰輪流量計總體結(jié)構(gòu)包括傳感器、調(diào)整機構(gòu)、顯示器、防爆光電脈沖發(fā)訊器、LL(B)型補償器。
a.傳感器主要把管道中流動的液體流量變成之成正比的傳動信號,從而把流量測量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速測量。
b.調(diào)整機構(gòu)是一個由標準齒輪組成的減速輪系又叫容差調(diào)整器。主要是補償傳感器計量室容積的制造差,還可以進行系數(shù)轉(zhuǎn)換。當流量的基本誤差超過規(guī)定時,可選擇適當?shù)凝X輪組予以修正,其特點是結(jié)構(gòu)簡單,可調(diào)范圍大、極差小。
c.防爆光電脈沖發(fā)訊器是將傳感器或調(diào)整機構(gòu)輸出的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號,實現(xiàn)對流量信號的遠傳。
d.LL(B)型補償器是通過改變換檔桿上齒輪嚙合位置,來完成系統(tǒng)傳動比的改變從而達到調(diào)整誤差的目的。 2.2 工作原理 腰輪流量計是容積式流量計量儀表,當被測液體流經(jīng)流量計時,流體的動壓力使進出口間形成一個差壓而推動腰輪旋轉(zhuǎn)。兩根腰輪軸上固定一對驅(qū)動齒輪,使兩個腰輪交換驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。隨著腰輪的轉(zhuǎn)動,液體經(jīng)計量室被不斷排出流量計,腰輪每轉(zhuǎn)一圈排出的液體體積是恒定的,即排出量正比于轉(zhuǎn)數(shù)。通過對腰輪軸連接的密封軸、調(diào)整機構(gòu),將旋轉(zhuǎn)次數(shù)減速后傳遞到總量顯示器,就可以計算出體積流量。將脈沖發(fā)訊器與傳感器相聯(lián),即可將流量變成電脈沖信號進行遠傳。 2.3 主要用途和適用范圍 2.3.1 用途 腰輪流量計主要用于油庫發(fā)油平臺、碼頭、水上加油站進行裝車、裝船、售油計量、定量發(fā)貨、原料進出計量、燃料消耗等方面。 2.3.2 適用范圍 腰輪流量計主要適用在石油和石油化工工業(yè)內(nèi)。 工作環(huán)境溫度為-20~+55℃,工作場所應(yīng)無劇烈震動,流量計周圍應(yīng)無磁場以外的強電磁干擾,以保證精確度。要求被檢測流體溫度范圍在-20~+100K,被檢測流體粘度范圍在0.6~500mPa.S,工作壓力在1.6~6.3MPa以內(nèi)。 2.4 特點分析 a. 該儀表計量精度高。精確的間隙設(shè)計和先進與的制造工藝,保證了較高的計量精確度,基本誤差可達到0.2%以內(nèi)。
b. 無接觸旋轉(zhuǎn),重復性好。腰輪運轉(zhuǎn)時互相不接觸,避免了相互磨損;即使更換軸承和其它部件也不會改變腰輪間的間隙值,從而保證流量計有良好的重復性。
c. 計量精確度不受流體流動狀態(tài)的影響,適應(yīng)介質(zhì)粘度范圍廣,無論測量高粘度或低粘度液體都能在較大的范圍內(nèi)保證精確度。
d. 震動和噪音小,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),排量均勻。
e. 維修簡便,運行可靠;數(shù)字顯示,直觀清晰。
f. 公稱壓力2.5MPa的流量計,采用雙殼結(jié)構(gòu)。計量腔內(nèi)外處于等壓狀態(tài),消除了金屬受壓變形對計量腔容積影響,保證流量計精確度與工作壓力高低無關(guān)。
g. 無需經(jīng)常性的維護與保養(yǎng),只要對減速器或調(diào)整機構(gòu)以上部分(簡稱表頭)的輪系經(jīng)常加潤滑油,就能保證儀表正常運行。 3 結(jié)論 在成品油的交接中,特別是對于小批量、多頻次公路發(fā)油時,采用流量計發(fā)油系統(tǒng)進行交接計量是行之有效的方式。但是用于貿(mào)易交接的流量計應(yīng)按照強制檢定周期進行檢定,避免因流量計機械磨損等原因造成較大計量誤差,隨著科學技術(shù)的進步,油品計量技術(shù)將不斷取得新的進展。 參考文獻 [1] JJc l68―1987,立式金屬罐容量檢定規(guī)程[S].
[2] 潘丕武.石油計量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:海洋出版社,2001.209.
[3] 開封儀表廠.LL型腰輪流量計使用說明書[Z]. 開封:開封儀表廠.
實裝量kg | 流量計測量 | 油罐檢尺測量 | ||
差值 kg | 相對誤差 % | 差值 kg | 相對誤差 % | |
129475 | 229 | 0.18 | 319 | 0.25 |
9193 | 16 | 0.17 | 21 | 0.23 |
16168 | 20 | 0.12 | 24 | 0.15 |
8864 | -6 | -0.07 | 10 | 0.11 |
95215 | 172 | 0.18 | 189 | 0.20 |
實裝量kg | 流量計測量 | 油罐檢尺測量 | ||
差值 kg | 相對誤差 % | 差值 kg | 相對誤差 % | |
7179 | 11 | 0.15 | 2059 | 28.6 |
16536 | 32 | 0.19 | 2380 | 14.4 |
48633 | 79 | 0.16 | -2301 | 4.7 |
219938 | 340 | 0.15 | 2016 | 0.9 |
b.調(diào)整機構(gòu)是一個由標準齒輪組成的減速輪系又叫容差調(diào)整器。主要是補償傳感器計量室容積的制造差,還可以進行系數(shù)轉(zhuǎn)換。當流量的基本誤差超過規(guī)定時,可選擇適當?shù)凝X輪組予以修正,其特點是結(jié)構(gòu)簡單,可調(diào)范圍大、極差小。
c.防爆光電脈沖發(fā)訊器是將傳感器或調(diào)整機構(gòu)輸出的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號,實現(xiàn)對流量信號的遠傳。
d.LL(B)型補償器是通過改變換檔桿上齒輪嚙合位置,來完成系統(tǒng)傳動比的改變從而達到調(diào)整誤差的目的。 2.2 工作原理 腰輪流量計是容積式流量計量儀表,當被測液體流經(jīng)流量計時,流體的動壓力使進出口間形成一個差壓而推動腰輪旋轉(zhuǎn)。兩根腰輪軸上固定一對驅(qū)動齒輪,使兩個腰輪交換驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。隨著腰輪的轉(zhuǎn)動,液體經(jīng)計量室被不斷排出流量計,腰輪每轉(zhuǎn)一圈排出的液體體積是恒定的,即排出量正比于轉(zhuǎn)數(shù)。通過對腰輪軸連接的密封軸、調(diào)整機構(gòu),將旋轉(zhuǎn)次數(shù)減速后傳遞到總量顯示器,就可以計算出體積流量。將脈沖發(fā)訊器與傳感器相聯(lián),即可將流量變成電脈沖信號進行遠傳。 2.3 主要用途和適用范圍 2.3.1 用途 腰輪流量計主要用于油庫發(fā)油平臺、碼頭、水上加油站進行裝車、裝船、售油計量、定量發(fā)貨、原料進出計量、燃料消耗等方面。 2.3.2 適用范圍 腰輪流量計主要適用在石油和石油化工工業(yè)內(nèi)。 工作環(huán)境溫度為-20~+55℃,工作場所應(yīng)無劇烈震動,流量計周圍應(yīng)無磁場以外的強電磁干擾,以保證精確度。要求被檢測流體溫度范圍在-20~+100K,被檢測流體粘度范圍在0.6~500mPa.S,工作壓力在1.6~6.3MPa以內(nèi)。 2.4 特點分析 a. 該儀表計量精度高。精確的間隙設(shè)計和先進與的制造工藝,保證了較高的計量精確度,基本誤差可達到0.2%以內(nèi)。
b. 無接觸旋轉(zhuǎn),重復性好。腰輪運轉(zhuǎn)時互相不接觸,避免了相互磨損;即使更換軸承和其它部件也不會改變腰輪間的間隙值,從而保證流量計有良好的重復性。
c. 計量精確度不受流體流動狀態(tài)的影響,適應(yīng)介質(zhì)粘度范圍廣,無論測量高粘度或低粘度液體都能在較大的范圍內(nèi)保證精確度。
d. 震動和噪音小,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),排量均勻。
e. 維修簡便,運行可靠;數(shù)字顯示,直觀清晰。
f. 公稱壓力2.5MPa的流量計,采用雙殼結(jié)構(gòu)。計量腔內(nèi)外處于等壓狀態(tài),消除了金屬受壓變形對計量腔容積影響,保證流量計精確度與工作壓力高低無關(guān)。
g. 無需經(jīng)常性的維護與保養(yǎng),只要對減速器或調(diào)整機構(gòu)以上部分(簡稱表頭)的輪系經(jīng)常加潤滑油,就能保證儀表正常運行。 3 結(jié)論 在成品油的交接中,特別是對于小批量、多頻次公路發(fā)油時,采用流量計發(fā)油系統(tǒng)進行交接計量是行之有效的方式。但是用于貿(mào)易交接的流量計應(yīng)按照強制檢定周期進行檢定,避免因流量計機械磨損等原因造成較大計量誤差,隨著科學技術(shù)的進步,油品計量技術(shù)將不斷取得新的進展。 參考文獻 [1] JJc l68―1987,立式金屬罐容量檢定規(guī)程[S].
[2] 潘丕武.石油計量技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京:海洋出版社,2001.209.
[3] 開封儀表廠.LL型腰輪流量計使用說明書[Z]. 開封:開封儀表廠.
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