[導(dǎo)讀] 腰輪流量計(jì)是目前原油輸送過(guò)程中精確度高，使用較廣的一種計(jì)量器具，介紹腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、工作原理、檢定過(guò)程，分析影響腰輪流量計(jì)準(zhǔn)確度的粘度、溫度、壓力、流量、介質(zhì)等因素，依據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況提出具體做法。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要檢測(cè)的流體品種越來(lái)越多，檢測(cè)的準(zhǔn)確度要求越來(lái)越高，根據(jù)不同的測(cè)量對(duì)象的物理性質(zhì)，運(yùn)用不同的物理原理和規(guī)律，設(shè)計(jì)制造出了各種類(lèi)型的流量?jī)x表廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際。腰輪流量計(jì)是目前油田、原油管道輸送中使用較廣且使用時(shí)間較長(zhǎng)的一種流量計(jì)量器具，為之配套的檢定、安裝、維修服務(wù)業(yè)務(wù)已達(dá)一定水準(zhǔn)。部分油田采用流量計(jì)作為計(jì)量交接點(diǎn)，原油通過(guò)輸油末站腰輪流量計(jì)計(jì)量后外運(yùn)，其工作性能，運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系買(mǎi)賣(mài)雙方經(jīng)濟(jì)利益，為此正確使用腰輪流量計(jì)非常必要，現(xiàn)就影響腰輪流量計(jì)準(zhǔn)確度的幾個(gè)因素作如下探討。
1 腰輪流量計(jì)的使用與檢定
腰輪流量計(jì)主要由殼體、腰輪、機(jī)械傳動(dòng)和數(shù)據(jù)顯示等部分組成，其原理是在流體壓差作用下推動(dòng)流量計(jì)中的1對(duì)表面光滑的腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由于兩腰輪通過(guò)1對(duì)導(dǎo)向齒輪保持相對(duì)位置，并與殼體形成計(jì)量腔，腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)流經(jīng)的原油經(jīng)計(jì)量腔連續(xù)不斷的排出，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積量顯示在屏幕上，也可通過(guò)并聯(lián)的脈沖發(fā)訊器進(jìn)行信號(hào)遠(yuǎn)傳。為了確保腰輪流量計(jì)良好的工作狀態(tài)，在日常使用中要嚴(yán)格按要求操作和維護(hù)，定期加注潤(rùn)滑油，嚴(yán)禁超權(quán)限使用。加強(qiáng)流量計(jì)的比對(duì)和檢定工作，防止出現(xiàn)計(jì)量誤差。
作為機(jī)械儀表，腰輪流量計(jì)在使用一段時(shí)間后由于止推軸承，石墨軸承，驅(qū)動(dòng)從輪磨損腰輪間隙變化（標(biāo)準(zhǔn)為0.05mm）等原因?qū)е掠?jì)量精度降低，運(yùn)行時(shí)間超過(guò)5年的流量計(jì)一般會(huì)出現(xiàn)超差現(xiàn)象，針對(duì)此問(wèn)題，一方面要開(kāi)展維護(hù)工作，另一方面要加強(qiáng)與儲(chǔ)油罐數(shù)據(jù)比對(duì)，及時(shí)掌握流量計(jì)運(yùn)行狀態(tài)，以維護(hù)買(mǎi)賣(mài)雙方經(jīng)濟(jì)利益。輸油末站做好每次外輸時(shí)流量計(jì)比對(duì)工作，流量計(jì)與儲(chǔ)油罐屬于同精度計(jì)量器具，而儲(chǔ)油罐的容積表在常態(tài)下相對(duì)穩(wěn)定，在單位時(shí)間內(nèi)兩者比對(duì)的差值應(yīng)是1個(gè)常數(shù)，油差值變化可以判斷流量計(jì)系數(shù)變化。
控制流量計(jì)最有效的方法是進(jìn)行檢定，檢定方式分為在線檢定和離線檢定：一是離線檢定即檢定站檢定，是將被檢流量計(jì)從工藝管線上拆下，送到指定的檢定站進(jìn)行檢定，檢定站一般用水（或柴油）作檢定液體，使用的檢定液體的溫度、壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)，檢定時(shí)嚴(yán)格控制液體的流動(dòng)狀態(tài)，不得斷流或者有壓力波動(dòng)及信號(hào)的干擾。二是在線檢定即通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)體積器的量值傳遞進(jìn)行精度修正，將誤差控制在規(guī)程允許范圍內(nèi)，目前最常用的方法有標(biāo)準(zhǔn)表法、標(biāo)準(zhǔn)秤法、標(biāo)準(zhǔn)罐法、標(biāo)準(zhǔn)體積管法，標(biāo)準(zhǔn)體積管法國(guó)內(nèi)外使用較廣，其特點(diǎn)：（1）檢定時(shí)不影響流量計(jì)正常工作，不產(chǎn)生油品蒸發(fā)。流量計(jì)脈沖發(fā)訊器分辨率為0.1%，體積管復(fù)現(xiàn)性0.02%以上，系統(tǒng)精度高。（2）是操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、利用計(jì)算機(jī)管理。
2 影響流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素
影響流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素有粘度、溫度、壓力、流量、雜質(zhì)等因素，由于原油是一種物理性質(zhì)隨著溫度和壓力變化的液體，比如粘度、密度、體積等，原油的這種物理性質(zhì)，對(duì)它的計(jì)量是有一定的影響。
2.1 粘度
粘度是阻止流體流動(dòng)的一種性質(zhì)，在流量計(jì)的計(jì)量原理中特別是對(duì)容積流量計(jì)是通過(guò)其表面張力的作用改變轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙，因此，粘度對(duì)容積流量計(jì)實(shí)際上有影響流量計(jì)精度的作用，對(duì)較低的流量范圍效果更明顯，由于儀表存在著運(yùn)動(dòng)零部件，運(yùn)動(dòng)著的零部件與殼體間有一定的間隙，因此產(chǎn)生泄露。泄露量與粘度變化有關(guān)；對(duì)高粘度的原油泄漏量相對(duì)較小，對(duì)于低粘度原油泄漏量特別嚴(yán)重。一般來(lái)說(shuō)，隨著粘度地增加壓損也會(huì)增加，特別是對(duì)高粘度原油要消耗更大的能量才能使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生較大的壓力差，為此多數(shù)流量計(jì)生產(chǎn)廠規(guī)定了流量計(jì)的最大壓損。另外粘度增加使流量計(jì)的通過(guò)量降低，解決這一問(wèn)題的主要途徑是提高油溫降低粘度。被測(cè)介質(zhì)的粘度變化對(duì)所有的流量計(jì)都會(huì)有影響，只是影響程度稍有差別，所以，要求流量計(jì)使用時(shí)與檢定時(shí)液體粘度基本一致，如不一致就應(yīng)對(duì)流量計(jì)重新檢定，實(shí)際使用過(guò)程中流量計(jì)不要一表多用。
2.2 溫度
溫度是對(duì)流量計(jì)計(jì)量過(guò)程中有很大影響的一個(gè)參數(shù)，溫度的變化將引起一系列參數(shù)的變化，如被計(jì)量原油體積、密度、原油粘度以及轉(zhuǎn)子與殼體之間間隙等直接影響到誤差曲線的改變。
（1）溫度對(duì)粘度的影響我國(guó)原油絕大部分是石蠟基原油，也是高粘度原油，特別大慶原油、長(zhǎng)慶原油、青海原油都是高含蠟原油。原油的粘溫性能關(guān)系不僅是指導(dǎo)輸油管線設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理的重要依據(jù)，而且也是原油計(jì)量過(guò)程中必須考慮的因素：
雖然各種原油的粘溫關(guān)系不同，但是高含蠟原油的粘溫關(guān)系基本規(guī)律大體是一致。以某原油為例：40℃ 以上時(shí)粘溫關(guān)系是1條直線，此時(shí)原油基本上屬于分子溶液，原油中的粒子膠團(tuán)結(jié)構(gòu)少到可以忽略不計(jì)的程度。40～25℃范圍內(nèi)，原油在40℃溫度下已經(jīng)開(kāi)始明顯地析出石蠟結(jié)晶，使原油從高溫的溶液轉(zhuǎn)化為明顯二相體系，并且由于原油中的膠質(zhì)，瀝青質(zhì)與石蠟晶粒的共同作用在原油中形成網(wǎng)狀的松散集團(tuán)，而轉(zhuǎn)化為由分子間的粘附力與分子和超膠團(tuán)，粒子間的作用力及粒子互相之間的作用力共同作用的結(jié)果。
在這種區(qū)域內(nèi)，隨著溫度下降，引起粘度上升有2個(gè)主要原因：一是隨著溫度下降原油中析出石蠟越來(lái)越多，因此原油中的網(wǎng)狀集團(tuán)越來(lái)越多，促使結(jié)構(gòu)粘度上升，二是低溫時(shí)原油的分子間作用力增加促使粘度上升，前者是主要的。
油溫與結(jié)晶量的關(guān)系，經(jīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，原油在很高或很低的溫度下，石油管路中石蠟的都很輕微，油溫與結(jié)蠟量的關(guān)系大體可分3個(gè)區(qū)：
① 當(dāng)溫度高于45℃時(shí)為結(jié)蠟緩增區(qū)。
② 當(dāng)油溫在35～45℃時(shí)為結(jié)蠟高峰區(qū)。
③ 當(dāng)油溫低于30℃時(shí)為結(jié)蠟遞減區(qū)見(jiàn)
所以流量計(jì)運(yùn)行過(guò)程中不能處于原油結(jié)蠟區(qū)，否則計(jì)量腔結(jié)蠟，造成體積數(shù)不準(zhǔn)，如揚(yáng)子石化公司解決因原油輸送溫度造成標(biāo)準(zhǔn)體積管和流量計(jì)內(nèi)壁結(jié)蠟造成計(jì)量不準(zhǔn)的技術(shù)問(wèn)題，使原油途耗保持在0.16%。
不僅原油溫度變化對(duì)粘度、結(jié)蠟量有直接的影響而流量計(jì)的外部環(huán)境溫度同樣直接影響到流量計(jì)腔體內(nèi)的油溫及腔體結(jié)蠟量，流量計(jì)殼體溫度與原油溫度之差增大，從而使流量計(jì)腔體壁結(jié)蠟量增加，使流量計(jì)曲線上移。
（2）溫度的變化使腰輪流量計(jì)的計(jì)量容積的截面積發(fā)生變化，原因材料的熱脹冷縮，很高的溫度甚至?xí)挂后w氣化成兩相，嚴(yán)重影響流量計(jì)的準(zhǔn)確性。
（3）溫度對(duì)原油體積的影響原油密度、體積隨溫度變化是一個(gè)問(wèn)題從兩個(gè)方面反映出來(lái)，一定質(zhì)量的原油，溫度發(fā)生變化時(shí)體積也必然發(fā)生變化，而體積的變化必然引起密度的變化，為了解決由于存在轉(zhuǎn)子與殼體的體膨脹不同步影響準(zhǔn)確性問(wèn)題，采取對(duì)流量計(jì)加保溫套措施，減少環(huán)境溫度急劇變化對(duì)殼體的影響，提高計(jì)量精度。
2.3 壓力
流量計(jì)壓力太高或太低均會(huì)改變流量計(jì)的準(zhǔn)確性，殼體必須能承受一定的壓力，因?yàn)樵土髁坑?jì)都是在一定的壓力下進(jìn)行的，在壓力作用下不論是流量計(jì)本身，還是原油都受到影響。流量計(jì)將產(chǎn)生一定程度的彈性變形，而原油將受到壓縮，是否修正就要考慮下面幾個(gè)因素：一是系統(tǒng)壓力的高度；二是介質(zhì)壓縮系數(shù)；三是要求計(jì)量精度高低；四是系統(tǒng)流量范圍。原油在壓力作用下，體積縮小，而密度增大，影響流量計(jì)程度要比溫度的影響小的多。出口端壓力過(guò)低會(huì)加速被測(cè)介質(zhì)氣化，這對(duì)易揮發(fā)的介質(zhì)尤為重要，造成計(jì)量不準(zhǔn)。流量計(jì)前后壓差越大，泄露量大，因此我們對(duì)流量計(jì)選型時(shí)考慮，使用時(shí)不超過(guò)流量計(jì)規(guī)定的壓力和流量范圍，且必須平穩(wěn)操作，勿急開(kāi)關(guān)。
2.4 流量
流經(jīng)流量計(jì)的流量小時(shí)，進(jìn)出口差壓小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小，泄露量則大，這樣計(jì)量誤差大；流經(jīng)流量計(jì)的流量大時(shí)，流量計(jì)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)力矩大，轉(zhuǎn)速大，且泄露量大。當(dāng)流量在一確定范圍流量時(shí)，流量與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系，泄露量小，計(jì)量誤差小且平穩(wěn)運(yùn)行，為此確保流量計(jì)運(yùn)行于最佳工作狀態(tài)，必須選擇流量范圍適當(dāng)流量計(jì)。
2.5 介質(zhì)
就是流經(jīng)流量計(jì)的液體，介質(zhì)性質(zhì)包括溫度、粘度、壓力等。例如出廠檢定介質(zhì)是水，實(shí)際使用計(jì)量原油或出廠檢定介質(zhì)是柴油，實(shí)際使用計(jì)量汽油，會(huì)影響流量計(jì)準(zhǔn)確度，計(jì)量精度低。
2.6 空氣
空氣進(jìn)入流經(jīng)流量計(jì)原油，使流量計(jì)輸出脈沖數(shù)出現(xiàn)誤差，因此必須加裝消氣器，消除原油中空氣，提高計(jì)量準(zhǔn)確性。
2.7 雜質(zhì)
流量計(jì)使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)磨損，如果過(guò)濾器沒(méi)有及時(shí)清潔，就會(huì)使原油中雜質(zhì)增多，雜質(zhì)對(duì)腰輪流量計(jì)腰輪的工作狀態(tài)都會(huì)造成影響，輕則會(huì)影響流量計(jì)準(zhǔn)確度，重則會(huì)使流量計(jì)卡死。
3 流量計(jì)準(zhǔn)確度的調(diào)整
首先要保證原油清潔無(wú)雜質(zhì)，并且粘度、溫度、壓力、流量等合適外，對(duì)準(zhǔn)確度超差的流量計(jì)，還要進(jìn)行調(diào)整，凋整后必須按規(guī)定加裝鉛封，帶表盤(pán)的流量計(jì)，可參照說(shuō)明書(shū)更換齒輪組來(lái)調(diào)整計(jì)量準(zhǔn)確度。