1 引言
刮板流量計(jì)在塔河油田使用以來，發(fā)揮了其精度高、重復(fù)性好、范圍度大，適用于高黏度流體的優(yōu)勢(shì)，在塔河油田計(jì)量準(zhǔn)確度方面取得了良好的效果。
2 刮板流量計(jì)原理以及誤差計(jì)算
2.1 工作原理
刮板流量計(jì)是一種容積式流量計(jì)量儀表，由轉(zhuǎn)子、刮板、內(nèi)殼體和上蓋板、下蓋板組成計(jì)量腔。當(dāng)被測(cè)流體進(jìn)入流量計(jì)后，推動(dòng)刮板并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，在流量計(jì)中心有一塊固定不動(dòng)的凸輪，當(dāng)轉(zhuǎn)子與刮板一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于刮板上面的磙子與凸輪接觸，所以刮板便產(chǎn)生伸縮的動(dòng)作，并與殼體和轉(zhuǎn)子、上蓋等形成一個(gè)容積固定的計(jì)量腔體，流體不斷的經(jīng)過計(jì)量腔體被送到流量計(jì)出口?？梢娹D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周就產(chǎn)生6次計(jì)量腔，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與被測(cè)流體量成正比，且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速經(jīng)密封聯(lián)軸器及傳動(dòng)系統(tǒng)傳給計(jì)數(shù)器，直接指示出流經(jīng)流量計(jì)的流體總量。工作原理如圖1所示。
設(shè)流量計(jì)轉(zhuǎn)子一周計(jì)量體積為V1/m3，一定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)為N，則在該時(shí)間內(nèi)流過的流體體積為：
V=NV1 （1）
再設(shè)儀表的齒輪比為常數(shù)α，計(jì)量值由轉(zhuǎn)子傳遞至變速齒輪，變速齒輪比和儀表指針轉(zhuǎn)動(dòng)刻度值所確定，若儀表指示值為I
I=αN （2）
2.2 誤差計(jì)算
設(shè)刮板流量計(jì)的測(cè)量誤差值為E，可由指示值和真值之差與指示值之比表示，則E可表示為：
將流體體積V與指示值I之間的關(guān)系式代入式（3），可得：
3 影響刮板流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素
由式（5）可見，理論上刮板流量計(jì)的測(cè)量誤差僅與流量計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與流體性質(zhì)和流量值無關(guān)，刮板流量計(jì)在計(jì)量過程中并不受流體黏度、密度、工藝壓力、工藝溫度等的影響。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，其準(zhǔn)確度不但受工藝條件的影響，甚至振動(dòng)、雜質(zhì)等外界因素也會(huì)使計(jì)量結(jié)果出現(xiàn)一定的偏差，主要由以下原因造成的。
3.1 壓力損失
刮板流量計(jì)靠流體推動(dòng)測(cè)量配件，因此壓力損失不可避免。當(dāng)流體黏度較高時(shí)壓力損失更大。所以在選購時(shí)必須確定流體的黏度、壓力、溫度等一系列參數(shù)。
3.2 漏流
a）流量計(jì)測(cè)量流體黏度相差較大（需對(duì)流量計(jì)重新標(biāo)定方可使用），流量計(jì)必須具有一定間隙結(jié)構(gòu)。
b）流體溫度時(shí)常變化，流量計(jì)部件之間必須要預(yù)留尺寸間隙來滿足流量計(jì)部件熱脹冷縮的需要。
c）流量計(jì)運(yùn)動(dòng)部件長期運(yùn)行磨損以及流體里的雜質(zhì)也會(huì)使間隙不斷增大。
d）在塔河油田三號(hào)聯(lián)合站1臺(tái)外輸泵外輸壓力為0.6MPa，2臺(tái)外輸泵外輸壓力為1.57MPa，3臺(tái)外輸泵外輸壓力為2.8MPa。表1為原油外輸壓力與流量計(jì)前后壓差的對(duì)比。
若根據(jù)生產(chǎn)需要，要連續(xù)啟用3臺(tái)外輸泵，那么短時(shí)間運(yùn)行壓力的突然增高會(huì)導(dǎo)致漏流量增大甚至這種附加的慣性力會(huì)損壞轉(zhuǎn)子。
基于以上幾點(diǎn)，漏流是刮板流量計(jì)無法克服的弱點(diǎn)。
3.3 壓力與溫度
a）在生產(chǎn)過程中若操作人員突然開關(guān)閥門所產(chǎn)生的沖擊力可能超過工作壓力，會(huì)引起虛假讀數(shù)，影響流量準(zhǔn)確度。
b）溫度既會(huì)影響流量計(jì)的耐壓強(qiáng)度，又會(huì)影響測(cè)量精度。溫度升高，刮板流量計(jì)結(jié)構(gòu)間隙減小會(huì)卡住運(yùn)動(dòng)配件。另外，溫度變化還會(huì)改變流體黏度，引起流量變化。表2是塔河油田三號(hào)聯(lián)合站外輸刮板流量計(jì)在使用過程中的典型數(shù)據(jù)。
3.4 振動(dòng)
流量計(jì)超量程以及流體流速加快都會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)振動(dòng)，振動(dòng)使流量計(jì)的測(cè)量流量有大的脈動(dòng)，指示值也會(huì)有較大的波動(dòng)，引起計(jì)量誤差。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了部分流量計(jì)外殼和內(nèi)部運(yùn)動(dòng)件有不同程度的裂縫，經(jīng)過分析比較發(fā)現(xiàn)，裂縫產(chǎn)生的原因主要是振動(dòng)（震動(dòng)和裂縫可以在管路上加設(shè)金屬軟接頭解決）。
3.5 流體腐蝕性
流體腐蝕性是確定流量計(jì)材質(zhì)的主要因素。刮板流量計(jì)采用鑄鋼、鑄鐵制造，耐蝕性不強(qiáng)。
4 減小和消除對(duì)刮板流量計(jì)準(zhǔn)確度影響的因素
刮板流量計(jì)主要用于計(jì)量交接，所以在使用過程中，減小和消除各種因素的影響便成為保證刮板流量計(jì)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。
a）漏流現(xiàn)象會(huì)帶來刮板流量計(jì)不可避免的誤差，所以在使用過程中要保證泵對(duì)流量計(jì)輸出流體的平穩(wěn)；流體溫度控制在流量計(jì)設(shè)計(jì)要求的范圍之內(nèi)；流體中顆粒雜質(zhì)影響流量計(jì)正常運(yùn)行，常造成卡死或磨損。流量計(jì)上游必須安裝過濾器，并定期清洗，濾網(wǎng)要按要求更換以免雜質(zhì)對(duì)流量計(jì)的磨損甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子、刮板卡死，內(nèi)部的連接部件斷裂；對(duì)于刮板流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，建議在部件之間增加彈性、耐腐蝕的膠片，以滿足部件的熱脹冷縮，減小部件之間的磨損和間隙。
b）流體的溫度和壓力共同制約流量計(jì)的誤差，溫度升高會(huì)影響流量計(jì)的耐壓程度，也會(huì)影響精度，溫度變化引起流體黏度的變化，流體流量也隨之變化，高黏度流體必須加熱后才能進(jìn)入流量計(jì)計(jì)量，流體溫度保證在流量計(jì)要求的范圍之內(nèi)。
c）在應(yīng)用過程中，要避免管道振動(dòng)、介質(zhì)黏度偏大或流量計(jì)超量程所引起的流量計(jì)振動(dòng)帶來的可以避免的誤差。
d）對(duì)于塔河油田高硫化氫的腐蝕環(huán)境，流量計(jì)材質(zhì)需要進(jìn)一步的改進(jìn)。
e）建議將流量計(jì)安裝在室內(nèi)，若要安裝在室外，則必須加保護(hù)措施，并且要考慮使用、讀數(shù)、檢修的方便；以免流量計(jì)遭到雨水、日光的侵害。比如：外表銹蝕、表面老化，雨水進(jìn)入流量計(jì)，影響計(jì)量的準(zhǔn)確度；另外，流量計(jì)安裝時(shí)實(shí)際流動(dòng)方向應(yīng)與流量計(jì)殼體標(biāo)明方向一致。
g）流量計(jì)必須按產(chǎn)品操作要求定期加注潤滑油和甘油，以免長期不加潤滑油和甘油致使非正常加速流量計(jì)的精度修正器和出軸密封機(jī)構(gòu)的磨損，并產(chǎn)生精度修正器的誤差偏離和出軸承密封機(jī)構(gòu)功能過早失效的現(xiàn)象。
h）流體中混入氣體，在計(jì)量腔中壓縮，會(huì)增大計(jì)量誤差，流體在進(jìn)入流量計(jì)前要盡量分離*（需要時(shí)在進(jìn)流量計(jì)前加設(shè)除氣裝置解決）。
f）流量計(jì)選型也很重要，選型過小，長期的超負(fù)荷運(yùn)行，流體的沖擊力會(huì)使流量計(jì)齒輪固定銷脫落或折斷，齒輪與軸咬死；一般情況下，流量計(jì)的工作范圍為大流量的20%～80%；另外，流量計(jì)的量程受口徑制約，所以在選型時(shí)要考慮口徑大小以及今后發(fā)展需要。
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