双转子流量计在原油外输计量中的应用

 0 引言

    原油外输计量历来被油田企业计量和经营管理者所倍加重视，它关系到油田企业最终的经济效益，哪怕是万分之一的误差也会带来较大的损失，所以许多部门都非常关注外输计量交接口的仪表精度。原油外输口流量计的工作性能与计量准确度必须符合相关国家标准，同时每隔6个月由国家授权的计量技术检定机构对其进行检定，以确保其计量的准确度。针对原油外输口使用传统的腰轮流量计不断出现精度超差及卡死的现象，根据SY/T5398《原油天然气稳定轻烃交接计量站计量器具配备规范》要求，原油外输计量必须采用容积式流量计作为体积交接计量仪表。在分析了商品原油计量交接现状的基础上，我厂开始使用一种稳定性较好的新型容积式流量计，即双转子流量计。通过近两年来的应用发现该双转子流量计稳定性与重复性均达到了外输计量的要求，也不容易卡死，不仅减轻了当班工人的劳动程度，更重要的是减少了企业外输计量误差带来的损失。

    1.LSZ型双转子流量计的工作原理

    LSZ型双转子流量计的工作原理是在计量室内完成的，它是由一对特殊齿型的螺旋形转子直接啮合，无相对滑动，尽管液体作用在两个转子上的压力不同．但安装在两个转子上的一对同步齿轮始终保持两个转子间的适当间隙，保证了转子能够平稳地同步转动。转子与壳体之间形成若干个与已知容积的空腔，在被测介质作用下，依靠流量计进出口微压差推动两个旋向相反螺旋转子转动，螺旋转子每转一周可输出8倍空腔的容积。因此，转子的转数与流体的累积流量成正比，转子的转速与流体的瞬时流量成正比，所以转子的转数可以通过传动齿轮系统传递到计数器直接显示液体流量，同时还可以通过增加的机电转换装置变成电脉冲信号，然后传递到二次仪表或计算机，以便远程显示和控制。其结构如图1

图1 LSZ型流量计工作原理

    2.LSZ型双转子流量计的引进与实际应用

    目前国产的容积式流量计主要有椭圆式、腰轮液体式、腰轮气体式、螺杆式、旋转活塞式及刮板式等，全国有30多个厂家生产此类仪表。以往油田企业，特别是中小型油田都选用腰轮液体式流量计，因为此类流量计生产历史长、技术成熟、量稳定、重复性较好，所以被广泛采用。近几年来，由于国外大量先进流量仪表涌入国内市场，使企业选择仪表的余地变大了。再加之仪表企业竞争激烈，一些老企业资金投人不足，人才不断流失，流量仪表质量滑坡，由此油田企业在外销中还引起了多起计量纠纷，使得流量仪表企业在市场中的份额逐渐减少。为此，油田企业考虑选择新型的流量仪表来替代传统的腰轮流量计。

    伴随着油田生产规模的发展，陆续选用的原油外输流量计种类与型号较多。因产品质量差异和使用时间较长等因素，使部分外输流量计在检定周期内出现准确度超差现象，而导致贸易纠纷的发生。为规范管理，统一型号，提高流量计产品质量，自2008年初开始，尝试应用LSZ型双转子流量计。通过每次流量计的检定，发现双转子流量计的重复性及精确度均高于腰轮流量计，以下是通过标准体积管检定后，流量计的部分检定数据表。表1是编号为200712222双转子流量计自使用以来的基本误差，图2为某腰轮流量计与此双转子流量计的误差曲线比较。

表1 双转子流量计的检定测试基本误差

图2 流量计被检误差曲线比较

    从表1和图2可以看出，LSZ型双转子流量计的重复性和稳定性都成线形状态，满足原油外输的要求。图2中可以看出双转子流量计的数据重复性基本呈直线比腰轮流量计得重复性要好的多。衡量一台流量计的好坏有两个重要指标，即各流量点检测数据是否具有较好的重复性（标准要求<0.1％），也就是误差特性曲线是否具有良好的斜率特性，简称线性；其次石流量计是否具有较长时间运行后的精度稳定性（标准要求<±0.2％），根据上述检测数据，证明LSZ型双转子流量计能够满足原油外输计量工艺要求。

    3.LSZ型双转子流量计使用结论

    3.1 根据现场使用情况可以得出LSZ型双转子流量计具有如下特点：

    3.1.1 转矩均匀无脉动，液流平稳，震动及噪声很低。

    3.1.2 结构简单、精巧，便于维护，啮合式转子间接触部分无滑动，使用寿命长，性价比高，价格只有进口金属刮板流量计产品的1/3。

    3.1.3 压力损失≤0.06MPa，量程比1：10，漏流量低，计量粘度不同的介质误差变化小，尤其是精度修正器采用油浸齿轮系结构，微调精度0.05％，无需加注润滑油，减少了齿轮间的机械磨损，保持了流量计精度稳定性。

    3.2 作为新型容积式流量计，使用现场必须满足其工况条件并按要求正确使用，才能发挥其最佳性价比，延长使用寿命。因此LSZ型双转子流量计在选型、使用中需注意以下三点：

    3.2.1 由于采用单壳体结构，工程压力为2.5MPa，对高压长输管线不适宜使用。

    3.2.2 流量计安装位置应尽量避免震动大、温度高、磁场干扰性强的环境，在流量计进口前必须安装过滤器，为测量准确，防止产生气穴，导致产生较大的计量误差和石磨轴承损坏，必要时还须安装消气器。

    3.2.3 转子间隙≤0.2微米，且介质在计量腔内行程较长时，对计量介质纯净度要求比其他容积式流量计高，需使用≥40目不锈钢滤网并定期清洗；因转子采用铸铁材料，计量原油要求含水率≤5％，否则因产生锈蚀影响正常使用。

    4.结论

    实际使用情况表明．双转子流量计计量准确，使用可靠，既减少了消费者的损失，又为国家节省了大量能源和资金，因而赢得了用户的青睐。目前LSZ型双转子流量计已在油田各原油集输站、外输计量间得到了推广应用，承担4400t/d原油外输计量任务，其计量数据得到了贸易双方认可，我厂自使用此流量计以来未出现因质量问题而产生的计量纠纷，维护了用户利益和企业信誉。随着国际原油市场需求增大，原油价格不断上涨．我国石油工业必须加快发展，特别是各地油库/站正在扩大建设规模，双转子流量计的应用前景会越来越好。

    参考文献

    ［1］蔡武昌，等.流量测量方法和仪表的选用.化学工业出版社，2001年4月.
    ［2］张宝芬.自动检测技术及仪表控制系统.北京，化学工业出版社，2000.
    ［3］厉玉鸣.化工仪表及自动化.北京，化学工业出版社，I999.