试论温度对容积式流量计的影响

董桃李 宏 岩 张晓彦

中国石油长庆油田分公司 技术监测中心 （陕西 西安 710021）

试论温度对容积式流量计的影响

董桃李 宏 岩 张晓彦

中国石油长庆油田分公司 技术监测中心 （陕西 西安 710021）

通过理论叙述、推理与实际检定数据对比分析的方法，说明了原油流量计在线计量交接中，流量计的检定温度与其实际运行温度不同时，对流量计准确度的影响程度，并提出了参考值。

容积式流量计 误差曲线 温度

石油的物理性质是随温度和压力变化的。当以流量计进行交接时，在正常输油的工艺条件下，由于温度、压力、黏度、密度等因素的变化，使得所计量液体体积、密度、黏度以及流量计壳体与转子之间的间隙发生变化，因而导致计量结果的改变。如温度降低，原油中石蜡及其它杂质和污浊物黏附在壳体内壁和转子上，便会改变计量腔的体积，这些都会直接影响流量计的特性曲线。

如果流量计检定温度与日常运行温度相差较大时，就会导致流量计特性曲线的改变，会直接影响计量交接的准确度。

1 依据容积式流量计的原理，分析误差特性曲线的变化

1.1 工作原理

当被测流体流经计量腔时，流量计的进出口间存在一个压力差，腰轮转子在此压力差作用下旋转，流量计的流体体积与腰轮转子的转数成正比。通过与腰轮轴联接的变速机构、密封机构和精度修正机构，将腰轮转子的转动传递到计数器，计数器便可累计流体体积总量。

1.2 误差曲线

在常规情况下，新安装的流量计通过磨合运行之后，流量计的误差曲线与开始时相比向正方向移动，其原因是：计量腔内腰轮转子各运动部件之间变得圆滑，机械阻力有所减小，各处间隙量合适，漏失量也小，所以误差曲线正移。

如果流量计超负荷运行或原油中沙子等杂质较多或正常运行2～3年之后，就会出现计量腔内腰轮转子，磨损或间隙变大，漏失量增大，误差曲线向负方向移动，但如果原油含蜡较高，或黏度增加，温度降低，这时误差曲线可能正向偏移。

2 输油温度与检定温度不同时对流量计准确度影响量的计算

用活塞式体积管检定容积式原油流量计计算公式：

式中Vs—标准装置读出容积，L;

Ps—标准装置处的液体压力表平均值，Pa；

D—体积管内径，mm;

e—体积管壁厚，mm;

Es—体积管材料的弹性模量，Pa；

βs—标准装置的体膨胀系数，℃-1；

ts—标准装置处液体温度平均值，℃。

油温的变化对流体体积温度修正用以下公式：

式中Vs—标准温度下的流体体积，L；

Vi—测量时的流体体积（即在测量状态下的体积）,L；

α—所测液体的体积膨胀系数，1/℃或1/K；

ti—测量状态下的液体温度，℃或K；

ts—标准温度,℃或K。

假设流量计的运行时油温与检定时的温度差为1℃时，由体积变化引起的误差变化为：

矿物油的体积膨胀系数α=6.4×10-4（1/K），因此温度变化对流体体积是有较大影响的，温度变化1℃，相同质量的流体其体积相差约0.064%。

油温影响流量计计量腔容积变化的附加误差公式：

其中E—工作温度下实际使用的基本误差，%；

E1—检定温度下的基本误差，%；

t1—检定时的液体温度，℃；

t—流量计运行时的液体温度，℃；

βm—流量计计量腔材质的体膨胀系数1/℃（流量计计量腔体铸钢的体膨胀的系数查表得0.000 036/℃）。

假设流量计的运行温度与检定时的温度差为1℃时，引起的计量腔体体积变化为：

通过上面计算可以看出输油温度与检定温度比较相差1℃时,对容积式流量计准确度影响是0.003 6%。

输油温度变化对流量计的影响量，其数值与实际检定之间有差别，由于输油温度的变化将会引起原油黏度、密度、漏失量等的细微变化，从而带来误差的微小变化。

用JHYG-200型活塞式体积管检定容积式流量计误差计算公式为：

式中E—流量计基本误差；

Vm—流量计的测量值（示值），L；

V—修正后标准体积管的体积值，L。

长庆油田某采油厂某联合站内部使用的LL-00的腰轮流量计2台，2009年新投入运行，检定周期为半年，这2台流量计曾在多个温度下进行检定，通过对比找出温度对流量计特性曲线的影响。

1#流量计温度为42℃时的流量计检定结果如表1所示。1#流量计温度为52℃时再次检定其结果如表2所示。根据表1、表2可得数据作图，特性曲线如图书1所示。

从图1可以看出随着温度的变化流量计特性曲线向正方向移动，流量计流量不变的情况下，温度变化10℃时其误差变化约为0.5%。

表1 1#流量计42℃时检定结果

表2 1#流量计52℃时检定结果

图1 1#流量计42℃、52℃时的特性曲线

3 结 论

大型原油交接计量点，由于每日计量原油数量巨大，流量计检定工作，尤为重要。双方应遵循公平、公正、合理、合法的原则，切实发挥标准体积管在线检定的优势，诚守企业信誉，执行计量法规。由于实际中存在温度的影响作用，因此要求流量计检定温度应与流量计平时运行温度一致或接近。最好检定温度与输油温度的变化不超过±3℃。为具操作性，双方协商后，可量化为流量计在前一检定周期运行的平均温度作为此次检定温度，以避免温度差异给流量计检定结果带来较大的误差，从而造成补差油量的失真，造成一方经济损失。

[1]JJG 667-1997液体容积式流量计检定规程[S].

[2]JJG 209-2010体积管检定规程[S].

[3]GB/T 21450-2008原油和石油产品密度在638kg/m3到1074kg/m3范围内的烃压缩系数[S].

Through the description and reasoning of theory as well as the comparative analysis of practical detection data,it is expounded that in the online custody transfer metering of crude flowmeter the accuracy of flowmeter is influenced when detection temperature of flowmeter is different from the practical operation temperature,coupled with the presentation of reference value.

volumetric flowmeter;error chart;temperature

董桃李（1981-）,男，现主要从事流量计计量检定工作。

2012-03-18▎