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温度压力对腰轮流量计计量度的影响


文章日期:2018-09-09|阅读数:


摘要:通过对腰轮流量计的实际运行温度、压力与其检定情况不同时,分析了温度、压力对流量计计量精度的影响,并提出了针对性的建议措施,从而有效的指导生产运行。
    石油的物理性质是随温度和压力变化的。当以流量计进行交接时”在正常输油的工艺条件下”由于温度、压力等因素的变化,使得所计量液体体积、密度以及流量计壳体与转子之间的间隙发生变化,因而导致计量结果的改变。在大型原油交接计量点,由于每日计量原油数量巨大,又是动态连续计量,计量结果的微小变化将直接影响企业的经济效益。因此大型交接计量点每半年需要对流量计的精度进行在线检定。但运行过程中温度、压力与检定时温度压力不同时,对流量计计量精度有较大的影响。

1、腰轮流量计工作原理:
    当被测流体流经计量腔时,流量计的进出口间存在一个压力差,腰轮转子在此压力差作用下旋转(见图1),在a图中两个腰轮转子都受到由于压力差作用而产生的转动力矩,按图中所示方向旋转,转到b图所示位置时,一个转子与壳体隔离出一个计量腔,由于受压力差作用,这个转子继续旋转,计量腔与出口端连通,见c图,排出计量腔内的液体,另一转子由于压力差平衡作用,不能自行转动而通过驱动齿轮被带动,继续旋转到如d图示位置,在另一边隔离出计量腔并随着转动将被测流体排向出口,驱动齿轮改变主从动关系。一对腰轮转子在压力差作用下旋转,同时通过驱动齿轮相互驱动,不断形成计量腔,并将流体排向出口。由于计量腔的容积是固定的,腰轮转子每旋转一圈形成四个计量腔,因此流经流量计的流体体积与腰轮转子的转数成正比。通过与腰轮轴联接的变速机构、密封机构和精度修正机构,将腰轮转子的转动传递到计数器,计数器便可累计流体体积总量。

2、腰轮流量计计量误差因素探讨:
    动态的流量测量对象始终处于流动变化状态下。原油计量存在流量计检定时的油温、压力与生产运行时的油温、压力不同等间题,对原油计量的度产生了很大的影响。具体影响如下:

2.1、温度:
    温度升高,油品粘度下降;温度下降,油品粘度升高。特别是对于原油这样的高粘度油品影响更大。同时,粘度的变化又影响着流量计的漏失量。
计算公式

    式中:E为生产运行温度下实际使用的基本误差;E:为检定温度下的基本误差;几为流量计计量腔体材质体积膨胀系数;t为流量计生产运行时油品的温度;:.为流量计检定时油品温度。
图1腰轮流货计的工作原理
图1腰轮流货计的工作原理
    结论:从(1)式中可以看出温度升高,油品粘度下降,漏失量增大,从而使得计量误差偏大;从(2)式中可以看出,流量计生产运行时的油品温度和计量检定时的油品温度相差较大时,则会影响计量腔的误差较大,从而导致计量误差偏大。根据实际生产中的计量数据显示流量计生产运行时的温度和计量检定时的温度偏差不易大于±5℃,否则长时间超温运行会超出流量计的误差范围(±0.2%)。
   流体体积温度修正可用以下公式:
计算公式
    式中:Qb一标准温度下的流体体积;Qu一测量时的流体体积(即在测量状态下的体积);+一所测液体的体积膨胀系数,单位:1/或1/K;t;测量状态下的液体温度,单位:℃或K;‘一标准温度。    一般地,矿物油的体积膨胀系数a=6.4x10(1/K),因此温度变化对流体体积是有较大影响的,温度变化10 9C,相同质量的流体其体积相差约0.64.%。

2.2、压力:
    压力增大,使流量计计量腔发生变形。
计算公式
    式中:△v为腰轮流量计计量腔体积变化量;v为通过流量计计量腔体体积;D为计量腔体积;E为壳体材质的纵向弹性系数;如为流量计检定与生产运行时压力差;为壳体厚度。同时,压力对原油体积也有影响,压力增大,体积相应减小。
计算公式
    式中:vh为在工作压力下流量计计量的体积量;vc为修正到基准压力下的实际体积量Ph为计量时的压力;Ph为检定时的压力;F为油品的压缩系数。
    结论:从(4),(5)式中可以看出压力增大,流体的实际计量体积减小。    流体体积压力修正可用以下公式:
计算公式
    式中:Q为标准压力下的流体体积;Qi为测量时的流体体积(即在测量状态下的体积);Y为所测液体的体积压缩系数,单位:1/Pa或ms/N;P,为测量状态下的液体压力单位:Pa ;只为标准压力单位:Pa一般地,液体的体积压缩系数,=6x10-'0(1/Pa),压力变化1MPa时,相同质量的流体其体积相差约0.06%。
    以上两方面因素都增加了流量计的漏失量。但由于流量计在高速运行中,温度升高、压力增大的量值随时变化,很难确定,漏失量的大小也难以确定。故要求流量计检定与运行的温度、压力应尽量保持一致,相差较大时要进行调整,以消除其误差,这就决定了流量计难以保持不间断计量。

3、减少计量误差的措施:
    (1)合理使用流量计。流量计的***佳使用范围是***大流量的20 %-80 %,在日常的运行中要使得流量计的流量控制在标定范围内,同时要保证油品的温度,压力不能和标定的温度,压力偏差较大,一般情况下流量计生产运行时的温度和计量检定时的温度偏差不易大于士5℃,压力偏差不易大于11 MPa。
    (2)流量计使用时,必须把流量计腔体内的气体排净,否则会影响流量计的测量精度,排气时,拧松排气螺塞,待气体排尽,然后轻轻拧紧,不应拧得过紧,至液体不再溢出即可,以避免损坏密封面。
    (3)应经常往弹簧盖油杯中加20"机油,润滑精度修正器。加油间隔大约每工作48小时一次,较长时间停用后重新使用时,应首先加注润滑油。
    (4)无论是开启还是关闭阀门,都应用较慢的动作进行,避免流量突然增大或减小时流体对流量计及其附属设备造成冲击。


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