1 引言

　　刮板流量計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，在塔河油田計量準(zhǔn)確度方面取得了良好的效果。

　　2 刮板流量計原理以及誤差計算

　　2.1 工作原理

　　刮板流量計是一種容積式流量計量儀表，由轉(zhuǎn)子、刮板、內(nèi)殼體和上蓋板、下蓋板組成計量腔。當(dāng)被測流體進入流量計后，推動刮板并帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，在流量計中心有一塊固定不動的凸輪，當(dāng)轉(zhuǎn)子與刮板一起轉(zhuǎn)動時，由于刮板上面的磙子與凸輪接觸，所以刮板便產(chǎn)生伸縮的動作，并與殼體和轉(zhuǎn)子、上蓋等形成一個容積固定的計量腔體，流體不斷的經(jīng)過計量腔體被送到流量計出口?？梢娹D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周就產(chǎn)生6次計量腔，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與被測流體量成正比，且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速經(jīng)密封聯(lián)軸器及傳動系統(tǒng)傳給計數(shù)器，直接指示出流經(jīng)流量計的流體總量。工作原理如圖1所示。

　　設(shè)流量計轉(zhuǎn)子一周計量體積為V₁/m³，一定時間內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動次數(shù)為N，則在該時間內(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)動刻度值所確定，若儀表指示值為I

　　I=αN    （2）

　　2.2 誤差計算

　　設(shè)刮板流量計的測量誤差值為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 影響刮板流量計準(zhǔn)確度的因素

　　由式（5）可見，理論上刮板流量計的測量誤差僅與流量計的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與流體性質(zhì)和流量值無關(guān)，刮板流量計在計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、雜質(zhì)等外界因素也會使計量結(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

　　刮板流量計靠流體推動測量配件，因此壓力損失不可避免。當(dāng)流體黏度較高時壓力損失更大。所以在選購時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）流量計測量流體黏度相差較大（需對流量計重新標(biāo)定方可使用），流量計必須具有一定間隙結(jié)構(gòu)。

　　b）流體溫度時常變化，流量計部件之間必須要預(yù)留尺寸間隙來滿足流量計部件熱脹冷縮的需要。

　　c）流量計運動部件長期運行磨損以及流體里的雜質(zhì)也會使間隙不斷增大。

　　d）在塔河油田三號聯(lián)合站1臺外輸泵外輸壓力為0.6MPa，2臺外輸泵外輸壓力為1.57MPa，3臺外輸泵外輸壓力為2.8MPa。表1為原油外輸壓力與流量計前后壓差的對比。

　　若根據(jù)生產(chǎn)需要，要連續(xù)啟用3臺外輸泵，那么短時間運行壓力的突然增高會導(dǎo)致漏流量增大甚至這種附加的慣性力會損壞轉(zhuǎn)子。

　　基于以上幾點，漏流是刮板流量計無法克服的弱點。

　　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，會引起虛假讀數(shù)，影響流量準(zhǔn)確度。

　　b）溫度既會影響流量計的耐壓強度，又會影響測量精度。溫度升高，刮板流量計結(jié)構(gòu)間隙減小會卡住運動配件。另外，溫度變化還會改變流體黏度，引起流量變化。表2是塔河油田三號聯(lián)合站外輸刮板流量計在使用過程中的典型數(shù)據(jù)。

　　3.4 振動

　　流量計超量程以及流體流速加快都會導(dǎo)致流量計振動，振動使流量計的測量流量有大的脈動，指示值也會有較大的波動，引起計量誤差。在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了部分流量計外殼和內(nèi)部運動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（震動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材質(zhì)的主要因素。刮板流量計采用鑄鋼、鑄鐵制造，耐蝕性不強。

　　4 減小和消除對刮板流量計準(zhǔn)確度影響的因素

　　刮板流量計主要用于計量交接，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準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。

　　a）漏流現(xiàn)象會帶來刮板流量計不可避免的誤差，所以在使用過程中要保證泵對流量計輸出流體的平穩(wěn)；流體溫度控制在流量計設(shè)計要求的范圍之內(nèi)；流體中顆粒雜質(zhì)影響流量計正常運行，常造成卡死或磨損。流量計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)對流量計的磨損甚至導(dǎo)致轉(zhuǎn)子、刮板卡死，內(nèi)部的連接部件斷裂；對于刮板流量計的結(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的誤差，溫度升高會影響流量計的耐壓程度，也會影響精度，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入流量計計量，流體溫度保證在流量計要求的范圍之內(nèi)。

　　c）在應(yīng)用過程中，要避免管道振動、介質(zhì)黏度偏大或流量計超量程所引起的流量計振動帶來的可以避免的誤差。

　　d）對于塔河油田高硫化氫的腐蝕環(huán)境，流量計材質(zhì)需要進一步的改進。

　　e）建議將流量計安裝在室內(nèi)，若要安裝在室外，則必須加保護措施，并且要考慮使用、讀數(shù)、檢修的方便；以免流量計遭到雨水、日光的侵害。比如：外表銹蝕、表面老化，雨水進入流量計，影響計量的準(zhǔn)確度；另外，流量計安裝時實際流動方向應(yīng)與流量計殼體標(biāo)明方向一致。

　　f）流量計選型也很重要，選型過小，長期的超負荷運行，流體的沖擊力會使流量計齒輪固定銷脫落或折斷，齒輪與軸咬死；一般情況下，流量計的*工作范圍為大流量的20%～80%；另外，流量計的量程受口徑制約，所以在選型時要考慮口徑大小以及今后發(fā)展需要。

　　g）流量計必須按產(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的精度修正器和出軸密封機構(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構(gòu)功能過早失效的現(xiàn)象。

　　h）流體中混入氣體，在計量腔中壓縮，會增大計量誤差，流體在進入流量計前要盡量分離*（需要時在進流量計前加設(shè)除氣裝置解決）。

　　5 結(jié)束語

　　刮板流量計是一種較為經(jīng)典的流量計，在工業(yè)動態(tài)計量中還在大量使用，所以正確了解其誤差特性以及影響因素，做好選型、使用和日常維護工作，減少人為錯誤，減少流量計的誤差使它能更好地發(fā)揮計量職能，服務(wù)于生產(chǎn)（注：江蘇淮安潤泰儀表有限公司設(shè)計的刮板流量計由于采用硬質(zhì)合金軸承）。