橢圓齒輪流量計(jì)高溫環(huán)境下計(jì)量誤差分析與處理
摘要：橢圓齒輪流量計(jì)作為冬季原油長輸管道加注降凝劑的主要計(jì)量設(shè)備，加注量的準(zhǔn)確與否影響著長輸管道的安全性。本文結(jié)合日常生產(chǎn)實(shí)際情況，對橢圓齒輪流量計(jì)高溫環(huán)境下引起計(jì)量誤差的主要原因進(jìn)行分析。
圖1 橢圓齒輪流量計(jì)外觀
橢圓齒輪流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)由流量變送器和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)組成（見圖2）。計(jì)量室內(nèi)由一對橢圓齒輪與蓋板構(gòu)成初月形空腔作為流量的計(jì)量單位。橢圓齒輪靠流量計(jì)進(jìn)出口壓力差推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，從而不斷地將液體經(jīng)初月形空腔計(jì)量后送到出口處，每轉(zhuǎn)流過的液體是初月形空腔的四倍，由密封聯(lián)軸器將橢圓齒輪轉(zhuǎn)的總數(shù)以及旋轉(zhuǎn)的快慢傳遞給計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)或發(fā)訊器，便可知道通過管道中液體總量和瞬時(shí)流量。計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)則包含減速機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)器、發(fā)訊器。
圖2 橢圓齒輪流量計(jì)工作原理
2、計(jì)量誤差原因分析及處理：
2015年冬季該單位首次投用降凝劑加注設(shè)備設(shè)施，在使用一周后發(fā)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)存在偏差，并且偏差情況呈非線性變化，相關(guān)數(shù)據(jù)摘錄如表1所示。
表1 2015年1月2日流量計(jì)讀數(shù)表
| 時(shí)間 | 流量計(jì)讀數(shù) | 加注量/（L·h-1） |
| 9：00 | 41198 | 26 |
| 10：00 | 41226 | 28 |
| 11：00 | 41264 | 38 |
| 12：00 | 41276 | 12 |
| 13：00 | 41302 | 26 |
| 14：00 | 41334 | 32 |
| 15：00 | 41392 | 58 |
| 16：00 | 41408 | 16 |
| 17：00 | 41415 | 7 |
| 18：00 | 41442 | 27 |
| 19：00 | 41461 | 19 |
| 20：00 | 41496 | 35 |
| 21：00 | 41505 | 9 |
依據(jù)現(xiàn)場故障現(xiàn)象判斷分析產(chǎn)生計(jì)量誤差原因如下幾點(diǎn)：
1）降凝劑流動(dòng)性變差，造成計(jì)量數(shù)據(jù)波動(dòng)；
2）流量計(jì)安裝過程中管線存在施工質(zhì)量問題，存在泄漏；
3）流量計(jì)橢圓齒輪偶發(fā)性卡阻，致使計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；
4）流量計(jì)計(jì)量腔磨損，計(jì)量數(shù)據(jù)偏差；
5）流量計(jì)計(jì)數(shù)器損壞，造成計(jì)量數(shù)據(jù)偏差。
根據(jù)上述原因，該單位組織技術(shù)力量對上述原因進(jìn)行逐項(xiàng)驗(yàn)證，排查引起流量計(jì)計(jì)量誤差的主要原因。
在對橢圓齒輪流量計(jì)進(jìn)行拆解過程中發(fā)現(xiàn)，流量計(jì)計(jì)數(shù)器采用磁力耦合方式進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，未發(fā)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)偏差問題；流量計(jì)計(jì)量腔內(nèi)完好，未出現(xiàn)磨損情況；流量計(jì)橢圓齒輪嚙合良好，轉(zhuǎn)動(dòng)未出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象；流量計(jì)安裝管網(wǎng)采用原裝不銹鋼管材，安裝質(zhì)量完好，未發(fā)現(xiàn)泄漏等情況；降凝劑在電加熱棒高溫預(yù)熱情況下使用，不存在流動(dòng)性變差等情況。
在隨后拆解檢查過程中發(fā)現(xiàn)，橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量腔壓蓋側(cè)密封墊圈出現(xiàn)破損（圖3），經(jīng)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)密封墊圈內(nèi)側(cè)為高溫燙化變形，計(jì)量腔壓蓋側(cè)外壁降凝劑流出受溫降影響已形成膠裝物質(zhì)，失去流動(dòng)性。
圖3 變形的密封墊圈
據(jù)此判斷，降凝劑預(yù)熱溫度過高導(dǎo)致橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量腔密封墊圈破損（見圖4），計(jì)量腔內(nèi)降凝劑溢流，從而導(dǎo)致計(jì)量數(shù)據(jù)發(fā)生偏差。由于密封墊圈破損并非一次性形成，所以偏差數(shù)據(jù)呈非線性變化。
圖4 破損的密封墊圈
觀察該單位在用的橢圓齒輪流量計(jì)為LC-A型，要求被測介質(zhì)溫度-20～100℃，而降凝劑罐預(yù)熱用的電加熱棒溫度雖然設(shè)定在50℃，但實(shí)際電加熱棒出口加熱溫度達(dá)到了240℃，遠(yuǎn)高于流量計(jì)對被測流量溫度要求。
故障原因判斷清楚后，該單位技術(shù)人員尋找到合適的高溫墊片對橢圓齒輪流量計(jì)計(jì)量腔密封問題進(jìn)行修復(fù)，重新調(diào)整設(shè)置了電加熱棒的工作溫度。修復(fù)后重新啟動(dòng)加注設(shè)備，并對降凝劑加注量進(jìn)行比對標(biāo)定，相關(guān)數(shù)據(jù)摘錄見表2。
表2 2015年1月6日流量計(jì)讀數(shù)
| 時(shí)間 | 流量計(jì)讀數(shù) | 加注量/（L·h-1） |
| 9：00 | 43671 | 25 |
| 10：00 | 43696 | 25 |
| 11：00 | 43719 | 23 |
| 12：00 | 43744 | 25 |
| 13：00 | 43769 | 25 |
| 14：00 | 43793 | 24 |
| 15：00 | 43817 | 24 |
| 16：00 | 43841 | 24 |
| 17：00 | 43864 | 23 |
| 18：00 | 43889 | 25 |
| 19：00 | 43913 | 24 |
| 20：00 | 43937 | 24 |
| 21：00 | 43962 | 25 |
3、結(jié)束語：
經(jīng)過運(yùn)行崗位人員使用，橢圓齒輪流量計(jì)未再發(fā)生計(jì)量偏差問題。使用橢圓齒輪流量計(jì)要注意被測介質(zhì)的溫度不能過高，否則不僅會(huì)增加計(jì)量誤差，而且有使齒輪發(fā)生卡死的可能。為此，橢圓齒輪流量計(jì)在儀表所規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)使用。