摘要：針對輸氣站場(chǎng)的流量測量，采用超聲波氣體流量計可以有效的提高測量的便利性和精確度。本文將在分析輸氣站場(chǎng)流量測量現狀的基礎上，通過(guò)對超聲波流量計的工作原理、精確度等的分析，深入研討超聲波流量計在輸氣站場(chǎng)的應用方法。

 

輸氣站場(chǎng)流量測量的現狀分析

 

 

流量測量的復雜性1

與液體流量計量不同，由于氣體的可壓縮性，壓縮因子的確定較為復雜，導致氣體流量計量存在一定的復雜性；在計量過(guò)程中，對流經(jīng)計量裝置處氣體的流態(tài)要求也比較高，在理想情況下，要求氣體流經(jīng)計量裝置時(shí)，氣體流動(dòng)方向保持與管道平行，氣體沿徑向均勻分布等，不能存在旋流或渦流等異常流態(tài)，但在實(shí)際中要達到絕對的理想狀態(tài)幾乎不可能。

 

由于上述原因，造成輸氣站場(chǎng)流量測量工作復雜，在測量過(guò)程中，一方面要求測量結果具有一定的精確度，另一方面，又要求能夠滿(mǎn)足經(jīng)濟性的要求。

 

目前輸氣站場(chǎng)所用流量計的種類(lèi)和存在的問(wèn)題2

目前，長(cháng)輸管道工藝站場(chǎng)的天然氣計量裝置主要有兩種形式：

①超聲波流量計量裝置：其主要由現場(chǎng)超聲波流量計、壓力變送器、溫度變送器、直管段、整流器和流量計算機等組成；

②渦輪計量裝置：主要由現場(chǎng)渦輪流量計、壓力變送器、溫度變送器、直管段和流量計算機等組成。

 

輸氣站場(chǎng)超聲波流量計的種類(lèi)、 工作原理及影響精確度的因素

 

 

超聲波流量計的種類(lèi)及工作原理1

按照流量計的聲道數劃分，超聲波流量計可分為單聲道流量計和多聲道流量計兩種。為了保證計量精度，目前輸氣站場(chǎng)廣泛采用的是四聲道超聲波流量計。按照超聲波發(fā)生和接收過(guò)程劃分，超聲波流量計還可分為對射式和反射式兩種。例如，丹尼爾流量計多為對射式流量計，而阿爾斯特流量計一般為反射式流量計。

 

超聲波流量計工作的基本原理是，超聲波在天然氣中，沿氣體順流方向和逆流方向的傳播速度不同，通過(guò)測量?jì)蓚€(gè)方向傳播的時(shí)間差，來(lái)計算出天然氣在管道中的流速，從而得出天然氣的瞬時(shí)流量。

 

影響超聲波流量計精確度的主要因素2

從理論上講，影響超聲波流量計量系統精確度的因素很多，直管段長(cháng)度，溫壓變送器的安裝位置及精度，流量計本體內加工精度，換能器性能及聲道數等都與計量精度密切相關(guān)。 

 

換能器（探頭）性能的好壞和聲道數是影響流量計準確度的重要因素。從理論上講，通過(guò)單聲道超聲波的發(fā)射和接收，就可計算出氣體流量，但實(shí)際天然氣在管道內的流動(dòng)往往是不均勻分布的，這樣，只有通過(guò)多聲道流量計在不同截面的發(fā)射和接收，才能消除這種不均勻性，從而提高計量精度。

 

輸氣站場(chǎng)超聲波流量計的應用建議

 

做好流量計的設備選型工作1

輸氣站場(chǎng)環(huán)境復雜，在選用超聲波流量計時(shí)，應重點(diǎn)關(guān)注一下幾個(gè)方面。

 

一是要盡量選用多聲道流量計。目前天然氣輸氣站場(chǎng)用于貿易計量的流量計一般為四聲道超聲流量計，只有聲道數在四個(gè)以上時(shí)，才能滿(mǎn)足計量所需精度，減少與下游用戶(hù)的計量糾紛。 

 

二是在流量計量程選擇上，要兼顧設備投用初期和遠期用氣量；兼顧日峰谷、年峰谷用氣量。由于超聲波流量計的量程比比較寬，在用戶(hù)流量范圍波動(dòng)不是很大的情況下，根據計量管段壓力等級，通過(guò)合理的選擇流量計口徑，一般都能做到對上述不同流量值的兼顧。

 

做好流量計量裝置的現場(chǎng)安裝和初始化配置工作2

流量計現場(chǎng)安裝是否符合要求，對流量計量的準確性影響很大。首先，在直管段的安裝上，不能僅限于滿(mǎn)足設備廠(chǎng)商的技術(shù)要求，更重要的是要滿(mǎn)足行業(yè)的相關(guān)標準。設備廠(chǎng)家的技術(shù)要求是在理想狀態(tài)下提出的，而輸氣站場(chǎng)具有復雜多樣性，各種配套設備的安裝狀況、運行時(shí)的不同工況等都可能給準確計量帶來(lái)影響。

 

建議超聲波流量計上下游直管段應滿(mǎn)足前30D、后40D，且上游安裝整流器的要求。另外，壓力、溫度取樣點(diǎn)的選擇也很重要，一般壓力的取樣點(diǎn)應選擇在流量計本體上，以便能準確測量流過(guò)流量計的天然氣壓力；溫度的取樣點(diǎn)一般選擇在流量計下游直管段5D左右處，這樣即能以減少溫度套管對氣體流態(tài)的影響，又能相對準確地反映實(shí)際氣體的溫度。

 

做好流量計的日常維護工作3

雖然，超聲流量計的日常維護工作量并不大，但也要重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)工作：一是要定期對探頭進(jìn)行清理，污損的探頭對超聲波的發(fā)射和接收會(huì )造成影響，從而影響計量精度；二是要定期對流量計進(jìn)行聲速核查，通過(guò)軟件檢查各探頭的工作情況，使流量計始終處于最佳工作狀態(tài)，確保計量準確。

 

建立流量計遠程維護系統，延長(cháng)流量計檢定周期4

天然氣長(cháng)輸管道具有距離長(cháng)、社會(huì )依托差、遠離城市的特點(diǎn)，這就給系統維護帶來(lái)一定難度。為此，建立一套遠程維護系統是非常必要的。超聲波流量計遠程維護是以局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（或互連網(wǎng)）為基礎的一套遠程維護系統。在該系統中，輸氣站場(chǎng)需將流量計、流量計算機等設備組成局域網(wǎng)，并向上通過(guò)交換機、路由器等設備與廣域網(wǎng)（或互聯(lián)網(wǎng)）連接，這樣，在遠端就可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)到當地的流量計或流量計算機，對其進(jìn)行檢查、維護或修改配置等。按照國家相關(guān)規定，具備遠程維護能力的流量計，其檢定周期可以適當延長(cháng)，從原來(lái)的兩年一檢延長(cháng)到六年一檢，這樣就可大大減少設備維護工作量。