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 摘   要：隨著油氣管道業(yè)快速發(fā)展，油品交易日益增多，流量計的重要性日益突出。科氏流量計可以直接顯示質(zhì)量流量、密度以及溫度，有著廣闊的應(yīng)用前景。文中從介紹科氏流量計組成、工作原理入手，以提高質(zhì)量流量計的測量準確度為目的，結(jié)合實際工作，通過分析零點不穩(wěn)定度、油品含氣等對流量計測量精度的影響，提出了安裝、調(diào)零、選取合適的流量范圍、后期維護等方面的處理方法，提高了質(zhì)量流量計的準確度。
    國內(nèi)外石油天然氣管道輸送行業(yè)發(fā)展迅猛。管道輸送一般采用流量計動態(tài)計量，當供需雙方進行貿(mào)易交接時，必須確保流量計的準確測量，科氏流量計具有很高的測量準確度，因此在過程控制、貿(mào)易交接等方面得到廣泛的應(yīng)用，具有抗磨損、抗腐蝕、可測量多種介質(zhì)及多個參數(shù)等優(yōu)點。
         1 科氏流量計介紹
        1.1 科氏流量計的結(jié)構(gòu)
        一次表（傳感器）和二次表（流量變送器）構(gòu)成了科氏流量計。一次表主要包括振動驅(qū)動器、信號檢測器、振動管、支撐結(jié)構(gòu)以及殼體等部件。二次表主要包括電子控制系統(tǒng)等，將一次表的信號轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量流量和密度、溫度等參數(shù)信號。
                            1.2 科氏流量計的工作原理
                          
                        科氏流量計是以科氏力原理為依據(jù)的，系統(tǒng)地了解科氏流量計的原理，就要先了解科氏力效應(yīng)原理。當物體在1個以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)圓盤上沿軸心的角度以速度v運動時，其受到切向的力Fc，其大小為Fc=2m×ω×v。
                          
                        如圖1所示，流體進入傳感器時，均等分流到2個U形管中，工作時，驅(qū)動線圈則帶動2根U形管上下相互振動。被稱為拾振器的磁鐵線圈組件安裝在敏感管上。其中，線圈被安裝在一根敏感管支架的側(cè)面上，磁鐵則被安裝在另一根U形管的支架側(cè)面上。拾振線圈在U形管的帶動下運動，產(chǎn)生了正弦波信號。因為磁鐵和線圈是安裝在不同的敏感管上，故產(chǎn)生的正弦信號代表的是一根U形管相對于另一根U形管的運動，2個U形管處在不同位置時所對應(yīng)不同的正弦波信號。
                        圖1 2個U形管處在不同相對位置時對應(yīng)的正弦波信號
                          
                        在入口管段和出口管段均安裝有拾振線圈，當沒有流體經(jīng)過U形管時，不產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，U形管沒有形變，故兩組振線圈產(chǎn)生的正弦波信號始終保持一致。當有流體流經(jīng)U形管時，會產(chǎn)生科氏力。由于U形管的兩直管段內(nèi)流體流動方向相反，管壁受到的作用力也相反，即受到一扭轉(zhuǎn)力矩的作用，從而使U形管之間產(chǎn)生相對扭曲，導(dǎo)致入口端和出口端的拾振線圈產(chǎn)生的正弦信號存在相移，輸入的一邊落后輸出一邊ΔT，ΔT與質(zhì)量流量成正比，因此通過變送器就可以直接測得流量，這就是科氏流量計的工作原理。
                            質(zhì)量流量計算的公式：
                                （1）
                            式中：Qm為質(zhì)量流量；Ks為U形管的彈性模量；r為U形管半徑；ΔT為時間差。
                            2 影響科氏流量計測量精度的原因分析
                          
                        西北成品油管網(wǎng)計量交接中大量使用科氏流量計，下面就針對日常計量工作中影響科氏流量計測量精度的原因匯總分析，并提出相應(yīng)的解決措施。
                            2.1 零點不穩(wěn)定度對測量精度的影響分析
                          
                        科氏流量計的零點不穩(wěn)定度是科氏流量計很重要的衡量指標，它的主要來源是傳感器，在流量計運行以前，沒有物流流動的情況下，2個探測器之間存在一個小的時間差，它是零點漂移的主要因素。
                          
                        在流量計投用之前，科氏流量計需要校零，但是校零結(jié)束后，仍然會有剩余偏差，這是由流量計本身的原件產(chǎn)生的，這個偏差就是“零點不穩(wěn)定度”。一般情況下，它是一個確定的誤差值或者誤差帶。
                            一般情況下，科氏流量計的測量允許zui大誤差為Em：
                                （2）
                            式中：Em為測量允許zui大誤差；Ex為準確度；Q0為零點不穩(wěn)定度；Q為流量。
                            流量測量相對誤差為
                                （3）
                          
                        流量大于量程的20%時，對測量精度影響不顯著；流量在量程的10%以下時，影響較大；在流量接近0時，相對誤差無限大。
                            2.2 油品含氣對測量精度的影響分析
                          
                        油品含氣時，振動器會受到影響，當氣體體積分數(shù)大于5%時，測量結(jié)果開始出現(xiàn)誤差；氣體體積分數(shù)大于10%時，振動管甚至?xí)Ｖ拐駝?，不能準確測量。
                            2.3 后期維護不當對測量精度的影響分析
                          
                        流量計在運行一段時間后，會發(fā)生很多狀況，如出現(xiàn)故障、某些零部件需要更換或維修以及油品雜質(zhì)的粘附等。這些情況如果處理不當，會對流量計的運行產(chǎn)生影響。例如，對油品雜質(zhì)處理不及時不*，就會影響流量計的的精度，甚至?xí)斐闪髁坑嫷膿p壞。
                            3 影響科氏流量計測量精度的處理措施
                            3.1 針對零點不穩(wěn)定度影響測量精度的處理措施
                            3.1.1 符合要求的安裝
                          
                        符合要求的安裝是保證流量計的零點不穩(wěn)定度誤差在一定的范圍內(nèi)的前提，可以減少壓力、振動、溫度等環(huán)境因素引起的管道應(yīng)力導(dǎo)致的零點偏移。
                          
                        安裝時應(yīng)注意以下問題：科氏流量計安裝時，前后應(yīng)該采用支架固定，以消除應(yīng)力；為滿足零點調(diào)整要求，流量計出口應(yīng)該安裝閥門；流量計應(yīng)該安裝在管線的低點，以保證管內(nèi)充滿油；安裝時應(yīng)該遠離輸油泵等運行聲音較大的干擾源。
                            3.1.2 做好科氏流量計投用前的儀表調(diào)零工作
                          
                        儀表校零是流量計投用前的*工作。前面分析可知，傳感器的2個探測器之間即使沒有流體流過，仍然存在ΔT，需要進行儀表校零。進行儀表校零時，如果操作不當會引入新的誤差，所以調(diào)零時必須具備以下條件：傳感器里保證充滿介質(zhì)；傳感器安裝符合要求；調(diào)零時，要關(guān)閉傳感器下游的閥門，確保傳感器內(nèi)沒有流體通過。調(diào)零的原理就是把2個探測器之間的時間差，存儲在寄存器中，在進行實際測量時，儀表就會自動減去這部分值，以確保測量準確。
                          
                        運行后，當零點示值超過規(guī)定的零點漂移極限值時，必須重新調(diào)零。需要根據(jù)廠家推薦的數(shù)據(jù)、性能測試或監(jiān)測、計量交接協(xié)議等，確保零點視值在規(guī)定的限制范圍內(nèi)。流量計在調(diào)零后需要重新檢定，因此應(yīng)避免不必要的調(diào)零。
                            3.1.3 合適的流量范圍
                          
                        流量計運行在較小流量時，它的誤差較大，因此在實際輸油中，流量要盡量在流量計量程的20%以上，以zui大限度減少零點不穩(wěn)定度帶來的影響。同時，在流量計的設(shè)置方面，要增加小流量切除功能，也就是設(shè)置閾值流量。
                          
                        當流量小于設(shè)置的閾值流量時，該流量不進行顯示和累計，就達到了減少小流量時帶來的計量誤差的目的。閾值流量可以根據(jù)具體情況設(shè)定，一般設(shè)置在0.1%～1%之間。
                            3.2 針對油品含氣影響測量精度的處理措施
                          
                        通常情況下，油品在進入流量計之前，都會經(jīng)過消氣器，消除油品本身的所含有的氣體；油品在進入科氏流量計之前，要經(jīng)過濾器過濾和消氣器消除流體內(nèi)的氣體，以保證流量計工作的準確度。如果測量的是汽油，還要保持管線內(nèi)具有一定的壓力，從而避免發(fā)生汽化，影響流量計工作。
                            3.3 后期維護的處理措施
                          
                        如果傳感器出現(xiàn)故障，要由廠家人員或者是經(jīng)過*認可的設(shè)備維修人員來維修，否則會使傳感器不能使用。在維修或更換完傳感器后，應(yīng)當把被修理或者是更換的傳感器新校準系數(shù)輸入到科氏流量計的變送器里面，以便與傳感器的特性相匹配，校準系數(shù)由廠家提供?？剖狭髁坑嬛匦鹿ぷ鲿r，應(yīng)再次調(diào)零，重新進行檢定。
                          
                        當發(fā)現(xiàn)密度測量出現(xiàn)誤差的時候，很可能是傳感器上面積累了較多的油品雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的附著，對質(zhì)量流量和密度的測量精度都有很大的影響。當出現(xiàn)這樣的情況時，就需要清洗管路，清洗完畢后，對流量計進行再次調(diào)零和重新檢定，確定新的流量計系數(shù)。
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