天然氣管中超聲波氣體流量計的應(yīng)用研究

吳錦洲

摘 要：超聲波氣體流量計是一種速度式流量計，由于其性能的優(yōu)異性，在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，在文章中，對超聲波氣體流量計的工作原理、超聲波氣體流量計在天然氣管中的應(yīng)用進行探討，分析應(yīng)用過程中需要注意的問題，以保證獲得更多經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：天然氣 超聲波 氣體 流量計

中圖分類號：TE8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（a）-0030-02

超聲波氣體流量計的應(yīng)用得以迅速發(fā)展，其自身性能得以驗證。根據(jù)檢測方式，超聲波氣體流量計可以分為時間差法、和頻差法等不同方式，尤其是時差式氣體超聲波流量計的應(yīng)用。

1 時差式氣體超聲波流量計原理

氣體超聲波流量計采用時差式測量原理（見圖1）。一個探頭發(fā)射信號穿過管壁、介質(zhì)、另一側(cè)管壁后，被另一個探頭接收到，同時，第二個探頭同樣發(fā)射信號被第一個探頭接收到，由于受到介質(zhì)流速的影響，二者存在時間差Δt，根據(jù)推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關(guān)系，進而可以得到流量值Q。

2 影響超聲波流量計計量準確度的因素

2.1 噪聲對準確度的影響

根據(jù)對超聲波氣體流量計對天然氣流量的相關(guān)規(guī)定，當被測介質(zhì)中存在一些噪音，會影響超聲波氣體流量計的準確性。噪聲的產(chǎn)生主要有流過管道的高速氣流、整流器、環(huán)境噪聲、氣流經(jīng)過閥門等產(chǎn)生的噪聲，所以，要利用超聲波氣體流量計對上游閥門的節(jié)流進行控制，隨著流量的增加，節(jié)流的聲音也不斷增大，因此，超聲波氣體流量計的使用，需要對噪聲進行思考。當上游閥門節(jié)流的時候，超聲波氣體流量計的信噪比較低，導(dǎo)致其原因的產(chǎn)生，主要是在超聲波氣體流量計上游閥門節(jié)流的時候，會產(chǎn)生一種高頻超聲波。當這種聲波的頻率與超聲波氣體流量計的工作頻率相近，降低超聲波氣體流量計的信噪比的時候，將影響超聲波氣體流量計的測量精確度。

2.2 溫度、壓力測量準確度的影響

超聲波流量計計量系統(tǒng)一般由流量計、壓力變送器、溫度變送器、流量計算機及在線組分析儀組成，通過輸入壓力、溫度，流量計算機系統(tǒng)可直接將流量計的工況流量轉(zhuǎn)換為用于貿(mào)易計量的標準參比條件下的體積量，其計算公式為：

2.3 流態(tài)對流量計的影響

流速沿軸線均勻分布的流態(tài)能提高測量的準確性，管路中的閥門、空間彎頭等，也會影響天然氣的速度分布，給測量的準確性帶來較大差異，所以在流量計上下游安裝足夠長直管段，促進天然氣態(tài)的對稱性和速度的有效分布。如：超聲波氣體流量計的聲道分布，是基于管道橫截面，將其分為四個聲道。其中的氣體超聲波流量計，能夠?qū)Ω鱾€聲道的流速進行測量，維護管道中的氣體流速。

3 天然氣管中超聲波氣體流量計的應(yīng)用期間的注意要點

超聲波氣體流量計對天然氣流量進行測量，能夠促進其優(yōu)點的合理實現(xiàn)，所以，在使用期間，要注意到一些問題。

3.1 選型工作的執(zhí)行

對于超聲波氣體流量計產(chǎn)品種類很多，主要選擇管道口徑、流量范圍，以免產(chǎn)生一些故障。在對超聲波氣體流量計進行選擇期間，還要對聲波干擾源進行分析，尤是是其中的高速度、大差壓設(shè)備等，減少聲波影響區(qū)域，保證能夠降低噪聲[4]。

3.2 安裝工作的有效性

超聲波氣體流量計的上游直管段、下游直管段都需要滿足一定要求。一般在上游直管段，超聲波氣體流量計最少維持在10D，下游的直管段最少為5D。對超聲波氣體流量計進行實際安裝過程中，要進行水平安裝。并且，在一些含有天然氣液比較多的地區(qū)，超聲波氣體流量計的安裝需要比上下游管道低。針對存在的固體粉塵天然氣，需要在超聲波氣體流量計上游安裝中，為其增加過濾器，以免換能器的表面存在大量堆積物[5]。

3.3 維護工作的定期執(zhí)行

在使用超聲波氣體流量計期間，實現(xiàn)的維護工作還比較少，無法保證使用的合理性。主要是由于氣質(zhì)條件的影響，計量場合比較差。所以，要對超聲波氣體流量計的換能器進行清理，對其存在的雜質(zhì)、水垢等進行檢查，以免附著在換能器的表面上。還需要對超聲波氣體流量計的各個部件進行檢查，分析是否存有泄露現(xiàn)象，研究整個線路的連接是否合理，保證零流量測量的準確性。

3.4 診斷測試工作的及時性

超聲波氣體流量計在使用期間，當產(chǎn)生流量突變情況的時候，可以利用串聯(lián)運行方式，在其中對其比較與校核，分析超聲波氣體流量計故障產(chǎn)生后，天然氣流量是否產(chǎn)生變化。如果在期間沒有與其他流量進行對比，可以利用相關(guān)的診斷軟件，分析換能器的工作參數(shù)，檢查其存在的參數(shù)值是否正確。針對一些使用數(shù)量比較多的地區(qū)，還需要對比較便捷的外夾式超聲波氣體流量計進行分析，并保證其在隨時固定安裝期間，對其進行一定校核[6]。

4 結(jié)語

基于以上的相關(guān)研究和闡述，超聲波氣體流量計的性能更為優(yōu)異，得以廣泛使用。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)水平的不斷提升，只有充分掌握超聲波氣體流量計的工作原理和應(yīng)用方式，給予整體了解，這樣才能在天然氣管流量測量工作中得以服務(wù)。

參考文獻

[1] 宮川寶.水對超聲波氣體流量計的影響分析[J].油氣田地面工程，2010，29（4）：63-64.

[2] 陳秀秀.天然氣管輸中超聲波氣體流量計的應(yīng)用研究[J].化工管理，2016（14）：137.

[3] 張金香，梁浩，陳岑等.氣體超聲波流量計在天然氣計量中的應(yīng)用分析[J].中國化工貿(mào)易，2015，7（27）：149.

[4] 丁曉鋒.氣體超聲波流量計在天然氣測量中的應(yīng)用[J].石油化工自動化，2014，50（3）：46-48.

[5] 喻勇，石曉櫳，馮玉，等.淺談氣體超聲波流量計換能器性能下降對天然氣計量的影響[J].價值工程，2015（21）： 115-117.

[6] 王存?zhèn)?氣體超聲流量計在天然氣流量計量中的應(yīng)用分析[J].石油化工自動化，2015，51（6）：69-72.