腰轮流量计在油品计量中的误差分析
计量交接是管道储运工作的一个重要环节,计量交接使用设备的准确度在交接工作中尤为重要。分析腰轮流量计的误差特性,有利于保证流量计始终在所要求的计量精度下运行,保证计量交接工作真正做到公平公正,使交接双方的利益不受损失。
一、腰轮流量计的结构
腰轮流量计由测量本体、转动机构、显示及远传部分组成。该流量计的转子是一对腰形轮,按照工作状态可分为立式和卧式两种,按转子的结构可分为单转子和双转子两类。通常,大口径流量计均采用立式和卧式双转子结构,小口径流量计采用单转子结构,两者的工作原理相同,区别在于双转子组合流量计在同一根轴上固定了两个转子,两个转子之间的夹角为45o,相当于两个流量计并联运行,运转平稳,管道内压力波动较小,因此,许多计量交接点都在使用。
二、腰轮流量计的误差特性
腰轮流量计属于容积式流量计,用于测量液体油品通过的体积量(累计流量),误差特性主要是指被测量油品通过流量计后的体积误差及瞬时流量误差。
1、制造过程中形成的误差
通过流量计的油品体积为V,通过流量计后的指示值为I,通过流量计的体积误差为E,表示为:
E=(I-V)/I (1)
现假设流过的体积为V,腰轮流量计把液体分割成n个的体积,每个体积为V,则V=n×V。如果通过体积V流体的表头指示值为I,通过V体积油品的相应指示值为a,则I=n×a,那么,
E=(I-V)/I=(na-nv)/na=1-v/a (2)
a与计量容器的制造有关,与齿轮转动比有关,与油品的流量和粘度无关。当v<a时,则E>0;当v>a时,则E<0。a与v为同一容积单位。
2、泄漏量误差
(1)由于制造原因引起的泄漏
在测量流量,腰轮流量计除了把体积V的液体分割成一个个计量容积V排出外,还多流出一部分液体油品,这部分液体油品不是被封闭后排出的,而是通过运动部件和外壳之间或运动件之间的间隙直接从入口流至出口,这种现象称为泄漏。泄漏的油品虽然经过流量计,但不被计量。由于这一原因,仅从泄漏量误差来看(假设制造误差为零),腰轮流量计总是流出的量多而指示的量少,呈负误差,此误差与油品的粘度有关。
(2)压力损失对泄漏量的影响
油品要推动运动件动作,需要克服由此产生的机械阻力和粘滞阻力造成的压力损失。泄漏量与压力损失密切相关,一般流量越大,压力损失越大,泄漏量就越大;流量计机械阻力越大压力损失就越大,泄漏量就越多。因此,压力损失(既压力差)越小越好。
3、油品粘度的影响
腰轮流量计的优点是计量数据精密准确,但被测油品的粘度对测量精度也有影响,同一流量下,高粘度油品的测量误差较小。
4、温度的影响
温度对油品测量误差的影响,主要是温度对粘度的影响引起的。粘度与温度、压力有关,一般情况下,压力对油品粘度的影响可以忽略,温度对粘度的影响较大,当油品温度升高时,粘度下降,泄漏量增加,测量误差较大。
5、油质的影响
含轻组分较高的油品,当温度偏高时,油品中的轻组分挥发变成气体,油气混合通过腰轮流量计时,流量计对油品的检测量就会大于实际通过的油品量,误差E>0。含蜡量高的油品,当温度较低时,转子结蜡,使计量腔减小,E<0。
三、误差的确定
腰轮流量计的基本误差主要是通过标准装置对其检定来实现。流量计基本误差也可按下式近似计算:
式中 E ―― 基本误差;
Qzh―― 被检腰轮流量计指示值;
Qb ―― 标准装置容积值;
ε ―― 流量计系数。
四、误差的减少或消除
一旦发现腰轮流量计误差较大时,应采取以下几种方法来消除或减少误差。
(1)改变传动齿轮传动比。E>0时,齿轮转动比向小于1的方向调整;E<0时,齿轮转动比向大于1的方向调整。
(2)当油品中含有气体时,在流量计前加消气器,消除油品中的气体。
(3)采用分段修正的方法消除误差。
(4)根据使用情况缩短检定周期。