淺談壓力及溫度變送器測(cè)量效果對(duì)氣體超聲流量計(jì)的影響

李妍

摘 要：氣體超聲流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確度和壓力、溫度的測(cè)量的準(zhǔn)確性密切相關(guān)。在天然氣站場(chǎng)，壓力變送器和溫度變送器在使用過程中會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而影響到測(cè)量的效果，所以分析和總結(jié)壓力變送器、溫度變送器在使用過程中的問題，有利于提高天然氣計(jì)量準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞：壓力變送器、溫度變送器;氣體超聲流量計(jì)

國(guó)內(nèi)某氣站管理天然氣流量計(jì)20臺(tái)，其中氣體超聲流量計(jì)6臺(tái)，氣體渦輪流量計(jì)11臺(tái)，智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)3臺(tái)。因氣體超聲流量計(jì)具有無可動(dòng)部件、無阻力件、無壓損、量程比寬、測(cè)量精度高、可雙向測(cè)量等特點(diǎn)，在輸配氣量較大的計(jì)量線路，如對(duì)外貿(mào)易交接的四條雙向計(jì)量線路，配備DN300氣體超聲流量計(jì)。

在生產(chǎn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)這4臺(tái)氣體超聲流量計(jì)配套使用的壓力變送器和溫度變送器出現(xiàn)故障的頻率，較其他配套設(shè)施的故障頻率較高。本文通過分析影響壓力變送器、溫度變送器測(cè)量效果的因素，針對(duì)如何避免不利因素的干擾進(jìn)行探索，確保氣體超聲流量計(jì)接收到準(zhǔn)確的壓力、溫度補(bǔ)償信號(hào)。

1 簡(jiǎn)介

1.1 氣體超聲流量計(jì)

氣體超聲流量計(jì)是利用超聲波的傳播速度隨流速變化而發(fā)生變化的原理來測(cè)量的氣體流速的流量計(jì)。一套氣體超聲流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)由流量計(jì)本體、流量計(jì)算機(jī)，以及配套的溫度變送器、壓力變送器、在線色譜分析儀等部分構(gòu)成。

某氣站使用RMG廠家6聲道氣體超聲流量計(jì)，型號(hào)為USZ08-6P（DN300;Class900）。通過輸入溫度、壓力，以及組分等參數(shù)，流量計(jì)算機(jī)可以將工況流量通過協(xié)議轉(zhuǎn)換為用于貿(mào)易交接的標(biāo)況流量，計(jì)量公式如下：

其中：f代表工況條件下，b代表標(biāo)準(zhǔn)參比條件。

基于上述公式，可以得到氣體超聲流量計(jì)計(jì)量結(jié)果，即標(biāo)況流量的準(zhǔn)確度與壓力、溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性密切相關(guān)。

1.2 壓力變送器

壓力變送器是一種將壓力轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)信號(hào)或電動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制和遠(yuǎn)傳的設(shè)備。某氣站氣體超聲流量計(jì)配套使用羅斯蒙特3051型號(hào)精密型絕壓變送器，為天然氣流量的壓力補(bǔ)償提供壓力信號(hào)。壓力變送器與流量計(jì)算機(jī)ERZ2000直接相連，通訊方式采用基于（4-20mA）的HART協(xié)議。

1.3 溫度變送器

溫度變送器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表。某氣站氣體超聲流量計(jì)配套使用羅斯蒙特3144P型精密溫度變送器，為天然氣流量的溫度補(bǔ)償提供溫度信號(hào)。溫度變送器與流量計(jì)算機(jī)ERZ2000直接相連，通訊方式采用基于（4-20mA）的HART協(xié)議。

2 分析影響測(cè)量效果的因素

某氣站為雙向計(jì)量站。冬季，呼圖壁儲(chǔ)氣庫采氣向北疆環(huán)網(wǎng)注入天然氣;夏季，從西部管道昌吉分輸站西二線下載氣注入呼圖壁儲(chǔ)氣庫，對(duì)西二線和準(zhǔn)噶爾環(huán)網(wǎng)起到調(diào)峰、應(yīng)急、戰(zhàn)略儲(chǔ)備的作用。每個(gè)周期的注氣、采氣量超過10億方，日交接氣量500萬-1200萬方。所以，保證壓力和溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性，得到可靠有效的計(jì)量數(shù)據(jù)，對(duì)交接雙方尤為重要。

匯總2017-2018年氣體超聲流量計(jì)算機(jī)有關(guān)壓力、溫度值的報(bào)警信息可以看出，溫度變送器在多雨季節(jié)或者溫差較大的季節(jié)受水汽影響，壓力變送器在冬季易產(chǎn)生引壓管積液?jiǎn)栴}。具體分析如下：

2.1 影響溫度變送器測(cè)量值的因素

一是因?yàn)樗?。出于防爆要求，現(xiàn)場(chǎng)電氣儀表嚴(yán)格按照安全標(biāo)準(zhǔn)做好接頭密封，溫度變送器配有防爆撓性管，并且對(duì)其密封性要求很高，但站場(chǎng)為露天環(huán)境，撓性管金屬絲老化甚至內(nèi)部斷裂不易被發(fā)現(xiàn)，就會(huì)出現(xiàn)雨水滲入變送器殼內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。由于水的電解質(zhì)特性，可能造成儀表指示的失準(zhǔn)、跳變甚至短路，進(jìn)而影響流量計(jì)計(jì)量結(jié)果。其次，在晝夜溫差大的季節(jié)，儀表內(nèi)部的水汽會(huì)凝結(jié)，附著在電路板上，造成短路或其他故障。

二是溫度變送器保護(hù)套管進(jìn)入雜質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)，在拆裝儀表、更換直管段等操作時(shí)，溫度變送器保護(hù)套管內(nèi)有可能進(jìn)入雜質(zhì)、水等，會(huì)造成測(cè)溫元件不能及時(shí)與管線內(nèi)的天然氣達(dá)到熱平衡，導(dǎo)致實(shí)測(cè)溫度值偏低。

三是儀表接線問題。在拆裝壓力表，或者進(jìn)行檢定時(shí)，溫度傳感器的接線端子、熱電阻有可能出現(xiàn)接線松動(dòng)、接線脫離、引出線斷裂等故障，造成溫度跳變的故障。

2.2 影響壓力變送器測(cè)量值的因素

從上文可以看出，造成壓力值報(bào)警的主要原因是引壓管積液。在注采轉(zhuǎn)換期，某氣站氣體超聲流量計(jì)會(huì)進(jìn)行調(diào)頭操作。流量計(jì)調(diào)頭后，流量計(jì)取壓口位置離原有的壓力變送器安裝立柱較遠(yuǎn)，因此更換一根較長(zhǎng)的引壓管連接，如圖2所示。在冬季溫度很低的情況下，引壓管過長(zhǎng)，且有傾斜角度，易積液，即造成壓力突降，或者無壓力信號(hào)。

3 應(yīng)對(duì)措施

總結(jié)近年來某氣站氣體超聲流量計(jì)的運(yùn)行情況，在保證配套儀表型號(hào)和量程選擇合適、檢定校準(zhǔn)符合要求的前提條件下，我們需要做到以下幾點(diǎn)來提高壓力和溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

一是保證儀表的密封性。對(duì)于溫度變送器、壓力變送器的電氣接口，日常的密封性檢查及冬夏兩季及時(shí)緊固是非常必要的。要保證接頭緊固無松動(dòng)，防爆繞性管金屬絲平滑無老化，定期更換儀表端蓋密封圈。同時(shí)，還可以在儀表上加裝遮雨罩，減少冰雪、雨水、陽光直射等環(huán)境變化對(duì)儀表的影響。

二是選擇合適的引壓管布局，降低管內(nèi)積液的風(fēng)險(xiǎn)。某氣站總結(jié)冬季運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，已將部分存在隱患的引壓管做了改造，選擇最短路徑，做到水平布局，避免管線積液。冬季定時(shí)對(duì)壓力變送器進(jìn)行排污放空。

三是規(guī)范拆裝儀表的操作。在進(jìn)行拆裝操作時(shí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，先斷電，再動(dòng)作。檢查儀表內(nèi)部清潔干燥，接線符合要求，螺絲螺帽齊全緊固，接觸良好，避免造成短路，損壞儀表。同時(shí)，檢查溫度保護(hù)套管內(nèi)是否有無雜質(zhì)，防止溫度傳輸?shù)倪t滯。

四是做好日常監(jiān)控，加強(qiáng)溫度、壓力值的比對(duì)工作。某氣站進(jìn)出站、四條計(jì)量線路均配備壓力、溫度參數(shù)的監(jiān)控儀表，在日常運(yùn)行過程中，崗位員工要對(duì)壓力、溫度值的變化具有敏感性。在發(fā)生突發(fā)情況時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，降低對(duì)氣體超聲流量計(jì)計(jì)量結(jié)果的影響。

保證壓力和溫度測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確、可靠，對(duì)確保氣體超聲流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度有非常重要的意義。這就需要生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用維護(hù)人員深入分析儀表的運(yùn)行情況，不斷積累現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，充分掌握影響計(jì)量的因素，制定相應(yīng)的解決對(duì)策，用準(zhǔn)確有效的測(cè)量值更好地服務(wù)于天然氣計(jì)量工作。