動(dòng)態(tài)計(jì)量中影響計(jì)量儀表漏流量因素的探討

尹燕貴，胡 瑾

（中國石油化工股份有限公司管道儲運(yùn)公司南京輸油處石埠橋輸油站，江蘇 南京210033）

1 影響計(jì)量儀表漏流量的因素

式中：q為液體的漏流量；Wc為轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙寬度；Lc為轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙長度；η為液體的動(dòng)力粘度；△P為流量計(jì)前后的壓力差；C為常數(shù)，為轉(zhuǎn)子高度、轉(zhuǎn)子對殼體的偏心率和表面形狀的函數(shù)，一般取值為0.0833。

從漏流量公式分析，漏流量與粘度又成反比關(guān)系。粘度高的液體，漏流量就小，產(chǎn)生的誤差也較小，誤差曲線向正向偏移。而粘度低的液體其漏流量也大，產(chǎn)生的誤差也相應(yīng)的增大，誤差曲線又會向負(fù)向偏移。這是粘度的一個(gè)問題兩個(gè)方面。

由于儀表存在運(yùn)動(dòng)零部件，運(yùn)動(dòng)著的零部件之間、零部件與殼壁之間均有一定的間隙，因此必然產(chǎn)生泄漏，亦稱漏流。漏流量是所有容積式流量計(jì)所共有特性之一，那么影響容積式流量計(jì)漏流量的因素又有哪些？

（1）粘度對漏流量的影響。粘度是阻止液體流動(dòng)的一種性質(zhì)。被測介質(zhì)的粘度變化對所有的容積式流量計(jì)的誤差都有影響，只是程度不同而已。當(dāng)液體粘度增大時(shí)會造成流量計(jì)的前后壓差增大，這樣不僅會消耗輸送能量，提高輸油成本，而且流量計(jì)的漏流量也會隨著壓差的增大而增大。而漏流量的增加又直接影響到流量計(jì)的誤差 ，使誤差曲線向負(fù)向偏移。

漏流量的公式如下：

粘度也是使用單位在向生產(chǎn)廠家訂購流量計(jì)時(shí)所要提供的重要參數(shù)之一。如在20世紀(jì)90年代，某單位向Smith公司訂購一批刮板流量計(jì)，Smith公司根據(jù)該單位報(bào)的參數(shù)提供流量計(jì)。但是在流量計(jì)到位裝好后,標(biāo)定時(shí)誤差始終偏大，反復(fù)查找也不找出原因。后經(jīng)Smith公司的專家檢查后發(fā)現(xiàn)，該單位提供的參數(shù)中粘度值偏大，而實(shí)際所計(jì)量的油品的粘度值又偏小，造成計(jì)量儀表的漏流量過大。因廠家是按照使用單位提供的參數(shù)來對流量計(jì)進(jìn)行一系列的調(diào)整和試驗(yàn)的。

由于液體的粘度會直接影響計(jì)量誤差，因此在檢定流量計(jì)時(shí)要注意檢定液體的粘度一定要與實(shí)際計(jì)量油品的粘度相近。如果檢定時(shí)的液體粘度較大，而實(shí)際使用中的油品粘度又較小，而漏流量是會隨著粘度的變化而變化的，這樣就會造成誤差增大，使計(jì)量不準(zhǔn)。

（2）結(jié)蠟對漏流量的影響。在計(jì)量過程中，含蠟油品結(jié)蠟，輕者會嚴(yán)重影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，重者還會堵塞流量計(jì)，使其無法運(yùn)轉(zhuǎn)。這是由于油品中含蠟，在一定的溫度下蠟就會析出，這樣就會在流量計(jì)的計(jì)量腔的內(nèi)壁上結(jié)上一層硬蠟襯里，使流量計(jì)的殼體與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間的間隙變小，造成正常的漏流量大幅減少，使流量計(jì)的誤差曲線正向偏移，造成計(jì)量結(jié)果不準(zhǔn)。

在20世紀(jì)90年代初期，揚(yáng)子站就遇到過這樣的問題。在對流量計(jì)進(jìn)行檢定時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差始終超差，并且總也找不出原因來。為了查明究竟，解決問題。經(jīng)過他們不懈的努力，通過反復(fù)的試驗(yàn)與實(shí)踐，終于找出了問題的所在之處—— 所輸?shù)挠推泛灹科?，造成流量?jì)內(nèi)結(jié)蠟，使正常的漏流量大幅減少，從而造成流量計(jì)誤差曲線上移且超差。通過實(shí)驗(yàn)他們也得出了揚(yáng)子站當(dāng)時(shí)所輸?shù)挠推返奈鱿灨叻鍏^(qū)是在34～36℃之間，只要避開這個(gè)析蠟的高峰區(qū)就可以緩解油品結(jié)蠟的問題。

當(dāng)然不同品種的油品其析蠟點(diǎn)也各不相同，如大慶原油的析蠟高峰區(qū)是在35℃～45℃之間。

（3）溫度對漏流量的影響。溫度是在流量計(jì)計(jì)量過程中有很大影響的一個(gè)參數(shù)。溫度的變化會引起一系列參數(shù)的變化（如被計(jì)量液體體積、密度、粘度以及運(yùn)動(dòng)件之間的間隙，對于含蠟油品又直接影響到計(jì)量設(shè)施的結(jié)蠟量等等）。

溫度升高時(shí)，油品的粘度會隨著溫度的升高而降低，而液體的漏流量又會隨著粘度的降低而增加，使流量計(jì)的計(jì)量誤差向負(fù)向增加；溫度降低時(shí)，油品的粘度會隨著溫度的降低而升高，這樣又會減少液體的漏流量，使流量計(jì)的計(jì)量誤差向正向傾斜。

（4）流量計(jì)運(yùn)動(dòng)部件與殼體間隙對漏流量的影響。生產(chǎn)廠家為了保證流量計(jì)的精度，會嚴(yán)格控制運(yùn)動(dòng)部件與殼體的間隙。但在實(shí)際運(yùn)用中仍有許多的因素會使流量計(jì)運(yùn)動(dòng)部件與殼體的間隙發(fā)生變化，從而改變流量計(jì)的誤差曲線。

例如新安裝的流量計(jì)通過磨合期一段時(shí)間后，由于運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)轉(zhuǎn)變圓滑，機(jī)械阻力減小，各處間隙合適，漏流量會很小，這樣誤差曲線向正向移動(dòng)。但在流量計(jì)的運(yùn)行工況不變的情況下，運(yùn)行3～5年后，再繼續(xù)使用就會出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)件磨損，使間隙變寬，漏流量也因此變大，造成誤差曲線向負(fù)向移動(dòng)。

另外對于那些必須加溫才能輸送的油品，由于流量計(jì)的計(jì)量室內(nèi)充滿被計(jì)量的液體，運(yùn)動(dòng)件全部浸泡在其中，這樣當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)就會對計(jì)量儀表的計(jì)量性能產(chǎn)生較大影響，尤其當(dāng)環(huán)境溫度與被計(jì)量油品的溫度相差很大時(shí)。例如當(dāng)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量小于殼體時(shí)，受周圍油品溫度的影響，轉(zhuǎn)子會很快膨脹，體積增大；而殼體受環(huán)境溫度的影響，膨脹速度比轉(zhuǎn)子慢，這樣由于轉(zhuǎn)子與殼體的體膨脹不同步，輕者使運(yùn)動(dòng)件與殼體間隙縮小，減少漏流量；重者容易造成超過設(shè)計(jì)的附加間隙而卡住或劃傷轉(zhuǎn)子或殼體。

（5）其它因素對漏流量的影響。計(jì)量儀表不能帶“病”工作，發(fā)現(xiàn)問題就要及時(shí)停用或更換，以減少不必要的損失。2010年石埠橋計(jì)量間的體積管因加工制造、鋼材質(zhì)量等問題出現(xiàn)了密封不嚴(yán)，造成漏流量過大等問題，后及時(shí)用美國Smith公司產(chǎn)的雙向標(biāo)準(zhǔn)體積管替換了舊的體積管將問題解決了。第二年計(jì)量間的流量計(jì)在中科院檢定后不久，5#流量計(jì)突然出現(xiàn)了在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音大的問題。經(jīng)檢查油杯及出軸密封處的潤滑油都不缺，通過復(fù)標(biāo)發(fā)現(xiàn)誤差曲線超差無法使用，后廠家來人解體檢查發(fā)現(xiàn)，因轉(zhuǎn)子偏移并在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刮劃計(jì)量腔內(nèi)壁而發(fā)出噪音，并且在計(jì)量腔的內(nèi)壁及底部留下了許多很深的劃痕而造成液體的漏流量過大，使誤差曲線偏移。

造成計(jì)量儀表漏流量發(fā)生變化的因素還有很多，如壓力的變化，流量計(jì)的運(yùn)行流量范圍，流量計(jì)制造質(zhì)量的優(yōu)劣，計(jì)量器具的維護(hù)保養(yǎng)等。

2 結(jié)論

（1）隨時(shí)掌握油品粘度的變化并對此采取相應(yīng)的措施。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)不同的粘度來選擇相匹配的流量計(jì)。

（2）了解不同油品的析蠟高峰區(qū)，并據(jù)此采取不同的輸油溫度。這樣既能降低能耗，又能解決因油品結(jié)蠟而帶來的問題。

（3）選擇合適的輸油計(jì)量溫度，以達(dá)到既能提高流量計(jì)的通過量而又不增大漏流量的目的。

（4）計(jì)量儀表因運(yùn)動(dòng)件磨損嚴(yán)重而使漏流量增加時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換運(yùn)動(dòng)件；給計(jì)量儀表加保溫套，以減少環(huán)境溫度的急劇變化對殼體的影響。

（5）按時(shí)巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，并更換損壞的零部件或計(jì)量儀表。

3 結(jié)語

時(shí)代在進(jìn)步，科技在發(fā)展，計(jì)量器具也在日新月異的改良和更新著。這些因素也會隨著計(jì)量器具的改進(jìn)而減小或消失的，測量值也會越來越接近真實(shí)值。

[1]中國石油天然氣總公司勞資科.綜合計(jì)量工[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

[2]潘丕武.石油計(jì)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:海洋出版社,2001.

[3]中國石油天然氣集團(tuán)公司人事服務(wù)中心.綜合計(jì)量工[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005.