浅析超声流量计在天然气计量中的使用

　　跟着我国天然气商场的不断扩大，天然气的计量问题也变得越来越重要，精确地计量关于天然气交易具有非常重要的影响，超声波流量计是一种新式的气体流量核算仪，丈量规模大、具有精确度高、不易压损、重复性好、部件固定、合适于口径较大的气体管道丈量作业，因而广泛适用于天然气长输管道的计量作业中。
　　1作业原理
　　超声流量计是一种运用声波对流管内流体流速进行测定的计量仪器，气体丈量现场首要的设备是超声传感器，传感器一般被装置在管壁上，传感器与传感器之间以几许形的方法摆放。现在，所运用的超神波流量计有多个不同的方式，这种方式上的差异首要是由不同的几许形摆放所导致的。超声波流量计所运用的是时刻差法，在详细操作中，将一对斜角超声流量核算装置早管道的一侧，而将一对换能器装在管道的另一头，这样当气体通往后，则能够一起，或是在设定的时刻上取得对方的超声信号。详细操作如下：现在管道两端装置超声波流量计的转换器，转换器A与转换器B，两个转换器之间的间隔假设为L，流体在管道内的声速为C，且流体本身速度为V，声波传达方向与流体在管道内的活动方向夹角为θ，声波在流体中顺流的传达时刻，在流体中逆流传达时刻为，则能够通过如下公式核算出气体流量：
　　
　　联立解方程（1）式和方程（2）式可得
　　
　　从式（3）求出被测气体的流速后，与超声波流量计的截面积相乘，得到的就为流体在管道中的工况流量；运用紧缩因子及温度、压力信号对工况流量进行批改，然后得到规范状况下的体积流量，进行交易计量交代。
　　2超声流量计在运用中的留意事项
　　超声波流量计在高压环境下，以及长间隔运送管道的气体计量中具有显着的优势，可是因为现场环境随时可能会产生改变，因而超声波流量计有必要到达 GB/T18604规范，也便是2001所公布的《用气体超声流量计丈量天然气流量》中所规则的技能规范，而且在温度、振荡以及电气噪声等问题上到达厂家规范。详细需求留意状况如下：
　　2.1噪声影响
　　管路中的各种管件可能会呈现共识的现象，或是遭到空气振荡的影响，而宣布噪声，这些噪声关于超声波流量计会形成必定程度的影响。超声流量计的作业原理是依据声波与流体之间的速度差来断定流体的流量，因而假如噪声的频率与流量计的作业频率相同，那么流量计的接纳就会收到搅扰。依据文献资料记载，噪声关于流量计的影响具有重复性，而且非常显着，最高超越2%，因而，在计量管道规划过程中，应该尽可能选用那些没有弯头，没有阻流件，一起在流量计装置的过程中，应该在其下流装置一个调节阀，然后保证流体流通的安稳性。在流量计的挑选上，挑选功用较强的产品，然后增强其对噪声的抗搅扰与过滤才能。
　　2.2管道装备
　　2.2.1直管段长度要求
　　咱们在对流量计上下流的阻力件阀门或是汇管在丈量过程中，会影响到被测介质的物理形状，比方产生漩涡或是形成气流歪曲畸变等，然后添加丈量的差错率，速度散布畸变的状况越是严峻，差错越是严峻，因而，在装置流量计的一起，应该在其上下流添加必定长度的直管，然后起到安稳介质形状的效果，保证终究检测的精确性。从实践的效果来看，上下流直管的长度越长，流量计终究的精确性就越高。依据GB/T18604-2001规范，直管在上游的长度应该不少于 10D，而在下流的长度最短不少于5D，可是，因为管道状况较为杂乱，因而，上游管道10D是无法满意实践要求的，最好能够添加到20D。假如在管道内添加整流器的话，则应该要求出产厂商供给相关的技能规范，以及施工方位和相应的直管长度规范，而且通过试验验证后，方可施工。
　　2.2.2直管段的质量要求
　　在直管段长度规模内，任何台阶或是其他方式的杰出物都会导致介质流体形状的改动，然后对超声波计量产生影响。依据文献记载，在超声波流量计上下流邻近假如存在0.01D的台阶，其所导致的差错最大可达0.05%。因而在直管段的拼装过程中，应该挑选合适的管型，约束台阶与其他杰出物的数量。
　　2.3脏污堆积
　　管道内假如有脏物，会直接影响到气体流速，然后影响到计量成果，脏物一般状况下会堆积在流量计丈量管内壁，或是超声波计量仪器的滩头上，这样也就意味着相对添加了丈量管道的内径，然后形成终究读数过高。管壁变厚的另一大影响是会形成声波反射反常，会影响到流量计的精确度及重复性。此外，若在超声波流量计的探头上占有很多脏物堆积的话，会大大缩短超声波的传输时刻，会使流量计读数形成影响，使读数偏高，形成数据不精确。形成脏物堆积的首要原因是因为气体气质不纯，杂物居多，因而有必要一起运用好流量计监测软件，来加强天然气气质方面的监测力度。搜集管壁内的声响数据也是及时发现管壁内脏物堆积问题的重要手法，而且定时对管壁进行清洁。
　　3检定
　　检定的意图是为了防备外表产生毛病，现在只要国家石油天然气大气流量计量站是具有检定资质的。国家站部属部分站点，其实践流量检定技能都现已到达国际规范，而且包含全国大部分天然气产品。一般将天然气超声流量计的检定分为离线实践流量检定和在线实践流量检定两种。因为遭到装置条件，路途运送条件、移动规范等方面的约束和环境要素的影响，咱们常常运用离线实践流量的检定作为依据。依据JJG1020-2007《超声波流量计检定规程》中规则，假如流量计本身具有自检功用，且能够进行报警，以及做好记载，则每年需对其再进行因而现场查验。实践流量的检定的周期很长，均匀周期为6年。从检定操作的效果来看，其关于下降超声波流量计毛病具有非常明显的效果。
　　4运用中的保护和检修
　　在运用过程中，丈量的正确性受下列要素的影响，如现场装置换能器探头部位的管线轰动、温度改变，管道内结垢状况的改变，以及超声波流量计电路作业点的漂移等等。这些都会直接影响着丈量的正确性。因而，需求定时查看和保护超声波流量计。惯例作业首要有：
　　4.1信号强度和信号良度的查看
　　信号强度（SignalStrength）是指上下流探头的信号强度；信号良度（SignalGoodness）首要表明的是上下两个传输方向上的信号峰值，依据其可判别承受信号的优秀程度。假如这两个信号存在着过错，则需求查看探头的装置是否松动或许耦合剂硬化有没有失效，通常状况下，为了保证上述信号的数值的正确性，需求对探头进行重新装置。
　　4.2传输时刻和传输时差的查看
　　传输时刻（TotalTime）表明的为超声波均匀的传输时刻；传输时差（DeltaTime）用来表明的是上下流传输时刻差。超声波流量计对流速的丈量首要依据上述两个信号，特别，是传输时差是否能反映流量计的作业安稳。假如这两个信号呈现不安稳，则需求对装置点进行查看，并判别其设置数据是否存在问题。
　　4.3电流环模拟输出的查看
　　因为该厂的实践运用中，超声波流量计都担任的是变送器，超声波流量计的信号由DCS进行接纳，然后再对其进行计量核算。所以，超声波流量计的电流环模拟输出有必要是精确的。而在实践作业中，咱们能够以一年为检修段，一年内，校验和批改电流环模拟输出一次，然后保证DCS的精确计量。
　　4.4定时标定和校对
　　超声波流量计在通过一段时刻的运转后，应该对其进行流量进行标定，以保证其丈量的精确性，标定一般选用比照法，在详细的操作中，笔者选用日本富士公司出产的富士电子便携式超声波流量计作为参照流量计，将其与被标定的流量计作比较，然后确认被标定流量计的流量。
　　5定论
　　从实践的状况来看，气体超声流量计是一种彻底适用于天然气交易的流量核算设备，其关于提高天然气计量水平具有非常明显的效果，气体超声流量计具有量程比宽、健壮经用、无压损、精确度高、保护作业量小等特色，而且不易遭到装置环境，噪声以及杂物、脏物等影响，因而具有非常杰出的适应性，必将在天然气流量丈量领域中具有非常广泛的使用远景。