气体超声波流量计

气体超声波流量计

简介：

• 　　近年来，随着科学技术的发展，尤其是计算机应用技术的飞速发展，已逐步进入天然气计量领域。计量精度高、无压损、无磨损部件、稳定性能好、线性好、使用寿命长、量程范围宽、可双向测量和可测脉动流。与其他类型流量计相比，显然有着更多更好的性能特性，自投放市场以来，受到用户的广泛好评。目前用于国内建设的各类天然气管道的贸易计量，大都选用，例如西气东输管道的流量计就是。

   

工作原理：

• 　　采用时差式测量原理：一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被*个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差Δt，根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt，进而可以得到流量值Q。

  

  原理图

的特点

1.直接测得质量流量，无须进行温度、压力补偿。

2.精度高，反应速度快，测量范围比大（1000：1）。

3.无可动件，几乎无压损，尤其适于大管径低流速气体测量。

4.现场显示瞬时、累积流量，信号输出，上（下）限报警等。

5.无须打开表盖对累积量清零。

6.带整流装置，可*地降低对前后直管段的要求。

7.带不断流装置可在线拆装，无须切断管道流量。

的缺陷

在使用过程中，常常会遇到一些问题，如流量计的超声波探头频频报警，有时还会出现无流量记录的情况；标定合格的同型号超声波流量计计量误差超标等。

分析发现，超声波探头频频报警和出现无流量记录的问题，一是由于介质中的液态水附着在流量计内壁且遮盖了超声波流量计探头，造成超声波在进出液态水表面时发生折射，传感器无法有效回收超声波信号；二是由于天然气中夹带的固体杂质在流量计表体内壁沉积，影响到超声波的反射路径和发射效果。而标定合格的同型号超声波流量计计量误差超标这一问题，主要是由安装精度和现场工艺设备产生的噪音引起的。

从天然气生产工艺可知，天然气的脱油、脱水和脱机械杂质工作均在天然气处理厂完成，目前的天然气处理工艺及技术已经非常*和完善，处理后的天然气水露点和烃露点均能满足管输要求。但从国内一些天然气管道的运行情况来看，在投产运行初期，管道内往往会出现积水现象，这些管内积水主要来源于残存的试压水和管道内的湿空气遇冷会析出冷凝水。

1）残存的试压水天然气管道施工中一般采用分段打压，分段通球清管，后碰死口的方法完成全线的连接。规范规定了在分段试压过程中，可以采用空气试压，也可以采用水试压。在使用水作为试压介质的管段，既使对管道进行了通球清管，若不对管道进行干燥，管道中就有可能存在部分残留水汇集在管道低洼处，形成管内积水。

（2）管道内的湿空气遇冷会析出冷凝水按《输气管道工程设计规范》GB5O251-2003规定，天然气输气管道试压、清管结束后宜进行干燥，若不进行干燥，管道内就充满了湿空气。管道投产置换时若采用氮气置换，温度很低的氮气与管道内的湿空气接触混合后，就会在管内壁上形成冷凝水，而形成管道内的积水。

参数

1.流速: 0.01~25 m/s。

2.分辨率: 0.025 cm/s。

3.重复性: 0.15%读数，视应用而定。

4.精度 (流场充分发展且 径向对称)体积流量: ± 1%读数,视应用而定 ± 0.5%读数，经过标定。

5.流速：± 0.5%读数,视应用而定。

6.可测介质: 管壁与气体的声阻抗比<3000。

7.主机环境温度：-10 ~ 60℃。

8.电源: (100...240) VAC (18...36)。

9.VDC显示: 2 x 16 字符，点阵，带背光功耗: < 15W。

10.信号平均:(0 ~ 100)s，可调。

11.测量速率:(100 ~ 1000)Hz (1通道)响应时间: 1s (1通道)，70ms可选。

12.测量量: 工况体积/工况质量流量，流速，标况体积/标况质量流量(需温压补偿)。

的保护

在使用中能造成计量故障的主要因素是管内粘污物如泥污、油污、锈尘、水等，尤其是积水。为了消除管内粘污物对的影响，在站场工艺设计、施工和日常使用时应注意以下几个方面：

1.努力创造条件完成管道干燥。GB5025I-2003《输气管道工程设计规范》中规定的“输气管道试压、清管结束后宜进行干燥”这一条款是参考了*荷兰壳牌集团企业标准和国内施工经验制定的。在西欧等发达国家使用的较早，这也是他们通过实践探索而总结出的经验。目前国内对天然气长输管道进行整体干燥的不是很多，且规范中也使用“宜”字，对是否进行干燥并没有做硬性规定。以前使用孔板等类型的流量计，管道内的积水对计量影响不大，但改用后，超声波流量计对水分是相当敏感的，因此进行管道干燥是非常必要的。

2.分离系统的选择应考虑液态水的处理。以前站场工艺设计上多采用旋风式分离器，要求不高的场合也可使用重力式分离器，近年来也有选用过滤分离器的。在输气管道首、末站设置分离器的主要作用是除去天然气中的各种固体颗粒，现在推广使用的过滤分离器（以滤芯叶片组合式为例）即能除去各种尺寸的固体颗粒，也能的分离掉大于8～1Oμm的水汽。但液态水的带人会严重降低分离器的分离效果，在站场内设置分离器时，不管是旋风式，还是过滤分离式，都应考虑在分离器前加一级液态水处理装置，将从管道内带来的液态水分离掉。其分离精度不必要求太高，选择一般的重力式分离器即可。在国内选用的站场中，有的已选用两级分离这种工艺模式，效果良好。

3.加强操作管理，及时排出分离器的污水。分离器均设有排污管，通过人工将分离出的污水排除。但由于种种原因，很可能造成排污不及时，积液器中的污水已满，造成分离器失效，使液态水随天然气进入而导致计量故障。若要从根本上解决这个问题，消除人为因素的影响，应在分离器的污管上加装自动排污阀，以保证及时排水。此外，在投产运行初期，过滤分离器滤芯的更换频率也要适当加大。

气体超声波流量计