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隨著我國天然氣市場的不斷擴(kuò)大，天然氣的計(jì)量問題也變得越來越重要，對于天然氣貿(mào)易具有十分重要的影響，超聲波流量計(jì)是一種新型的氣體流量統(tǒng)計(jì)儀，測量范圍大、具有準(zhǔn)確度高、不易壓損、重復(fù)性好、部件固定、適合于口徑較大的氣體管道測量工作，因此廣泛適用于天然氣長輸管道的計(jì)量工作中。
工作原理
超聲波流量計(jì)是一種利用聲波對流管內(nèi)流體流速進(jìn)行測定的計(jì)量儀器，氣體測量現(xiàn)場主要的設(shè)備是超聲傳感器，傳感器一般被安裝在管壁上，傳感器與傳感器之間以幾何形的方式排列。目前，所使用的超神波流量計(jì)有多個(gè)不同的形式，這種形式上的差異主要是由不同的幾何形排列所導(dǎo)致的。超聲波流量計(jì)所使用的是時(shí)間差法，在具體操作中，將一對斜角超聲流量計(jì)算安裝早管道的一側(cè)，而將一對換能器裝在管道的另一頭，這樣當(dāng)氣體通過后，則可以同時(shí)，或是在設(shè)定的時(shí)間上獲得對方的超聲信號(hào)。
噪聲影響
管路中的各種管件可能會(huì)出現(xiàn)共鳴的現(xiàn)象，或是受到空氣振動(dòng)的影響，而發(fā)出噪聲，這些噪聲對于超聲波流量計(jì)會(huì)造成一定程度的影響。超聲流量計(jì)的工作原理是根據(jù)聲波與流體之間的速度差來判定流體的流量，因此如果噪聲的頻率與流量計(jì)的工作頻率相同，那么流量計(jì)的接收就會(huì)收到干擾。噪聲對于流量計(jì)的影響具有重復(fù)性，并且十分明顯，高超過2%，因此，在計(jì)量管道設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該盡可能采用那些沒有彎頭，沒有阻流件，同時(shí)在流量計(jì)安裝的過程中，應(yīng)該在其下游安裝一個(gè)調(diào)節(jié)閥，從而確保流體流暢的穩(wěn)定性。在流量計(jì)的選擇上，挑選性能較強(qiáng)的產(chǎn)品，從而增強(qiáng)其對噪聲的抗干擾與過濾能力。
管道配置
1、直管段長度要求
我們在對流量計(jì)上下游的阻力件閥門或是匯管在測量過程中，會(huì)影響到被測介質(zhì)的物理形態(tài)，比如產(chǎn)生漩渦或是造成氣流扭曲畸變等，從而增加測量的誤差率，速度分布畸變的情況越是嚴(yán)重，誤差越是嚴(yán)重，因此，在安裝流量計(jì)的同時(shí)，應(yīng)該在其上下游增加一定長度的直管，從而起到穩(wěn)定介質(zhì)形態(tài)的作用，確保終檢測的準(zhǔn)確性。從實(shí)際的效果來看，上下游直管的長度越長，流量計(jì)終的準(zhǔn)確性就越高。根據(jù)GB/T18604-2001標(biāo)準(zhǔn)，直管在上游的長度應(yīng)該不少于10D，而在下游的長度短不少于5D，但是，由于管道情況較為復(fù)雜，因此，上游管道10D是無法滿足實(shí)際要求的，最好能夠增加到20D。如果在管道內(nèi)增加整流器的話，則應(yīng)該要求生產(chǎn)廠商提供相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及施工位置和相應(yīng)的直管長度標(biāo)準(zhǔn)，并且經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，方可施工。
2、直管段的質(zhì)量要求
在直管段長度范圍內(nèi)，任何臺(tái)階或是其他形式的突出物都會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)流體形態(tài)的改變，從而對超聲波計(jì)量產(chǎn)生影響。根據(jù)文獻(xiàn)記載，在超聲波流量計(jì)上下游附近如果存在0.01D的臺(tái)階，其所導(dǎo)致的誤差大可達(dá)0.05%。因此在直管段的組裝過程中，應(yīng)該選擇適合的管型，限制臺(tái)階與其他突出物的數(shù)量。
使用中的維護(hù)和檢修
在使用過程中，測量的正確性受下列因素的影響，如現(xiàn)場安裝換能器探頭部位的管線震動(dòng)、溫度變化，管道內(nèi)結(jié)垢情況的變化，以及超聲波流量計(jì)電路工作點(diǎn)的漂移等等。這些都會(huì)直接影響著測量的正確性。因此，需要定期檢查和維護(hù)超聲波流量計(jì)。常規(guī)工作主要有：
1、信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)良度的檢查
信號(hào)強(qiáng)度是指上下游探頭的信號(hào)強(qiáng)度。信號(hào)良度主要表示的是上下兩個(gè)傳輸方向上的信號(hào)峰值，根據(jù)其可判斷接受信號(hào)的優(yōu)良程度。如果這兩個(gè)信號(hào)存在著錯(cuò)誤，則需要檢查探頭的安裝是否松動(dòng)或者耦合劑硬化有沒有失效，通常情況下，為了保證上述信號(hào)的數(shù)值的正確性，需要對探頭進(jìn)行重新安裝。
2、傳輸時(shí)間和傳輸時(shí)差的檢查
傳輸時(shí)間表示的為超聲波平均的傳輸時(shí)間。傳輸時(shí)差用來表示的是上下游傳輸時(shí)間差。超聲波流量計(jì)對流速的測量主要依據(jù)上述兩個(gè)信號(hào)，尤其，是傳輸時(shí)差是否能反映流量計(jì)的工作穩(wěn)定。如果這兩個(gè)信號(hào)出現(xiàn)不穩(wěn)定，則需要對安裝點(diǎn)進(jìn)行檢查，并判斷其設(shè)置數(shù)據(jù)是否存在問題。
從實(shí)踐的情況來看，氣體超聲波流量計(jì)是一種完全適用于天然氣貿(mào)易的流量統(tǒng)計(jì)設(shè)備，其對于提升天然氣計(jì)量水平具有十分顯著的作用，氣體超聲流量計(jì)具有量程比寬、結(jié)實(shí)耐用、無壓損、準(zhǔn)確度高、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)，并且不易受到安裝環(huán)境，噪聲以及雜物、臟物等影響，因此具有十分良好的適應(yīng)性，必將在天然氣流量測量領(lǐng)域中具有十分廣泛的應(yīng)用前景。 |
