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气体流量计选用超声流量计的分析与应用

时间:2018/09/26来源:未知

  随着科学技术的发展和天然气流量测量技术研究的深人 ,近年来超声流量计在天然气贸易计量中得到了广泛的应用 。我国于 年内编制了 碎《用气体超声波流量计测量天然气流量 》的国家标准 。该类型教其它流量计有自身有点 ,因此近些年来除中石油西气东输管线应用超声流量计外 , 中石化天然气分公司在山东市场也采用了该类型流量计 , 成为天然气贸易计量领域的一种很重要的流量计量仪表 。气体超声流量计用于天然气贸易交接计量 , 获得了长足的发展 ,并逐步为用户接受 。

1、工作原理:
  气体超声流量计是指采用超声波传播时间差法进行气体流量测量的超声流量计 。工作原理是利用一对超声波换能器相向收发超声波 ,通过观测超声波在介质中的顺流和逆流传播时间差来间接测量流体的流速 ,再通过流速来计算流量 。在有流体流动的管道中 ,超声波脉冲顺流传播的速度要大于逆流传播时的速度 , 即在相同行程内, 超声波信号顺流的传播时间比在逆流情况下要短 ,管道内流体的流速越大 ,超声波顺流和逆流传播的时间差越大 。气体超声流量计就是通过测量高频声脉冲在管道内顺 、逆流条件下的传播时间差 该时间差与气体轴向平均流速有关 ,从而使用数值计算技术 ,计算工作条件下通过气体超声流量计的气体轴向平均流速和流量 。气体超声流量计 的基本工作原理 ,如图 所不 。
气体超声波流量计与计算公式示意图
气体超声波流量计与计算公式示意图
式中:V—流体速度;  C—声速;  t1—上游传输时间;  t2—下游传输时间;

2、超声流量计测量天然气流里的优点:
    超声流量计相比与其它流量计有很多优点,测量范围宽、便于安装、易维护、流量测量的影响因素少、准确度高、重复性好等。在测量精度上,高级超声流量计的精度优于0.5%,并可免实流测定,即便是普通的超声流量计精度也在1%。另外与孔板和涡轮流量计相比,精度不易受气质和分层的影响,孔板流量计在内部肮脏的情况下,计量数据会呈负偏差,这对企业利益是一个较大的威胁。超声流量计及时在表体内部有大量污垢的情况下,仍能保持高度精度。天然气在净化处理过程中,如仍有硫化氢气体残留,就会对孔板表面造成腐蚀,缩短使用寿命,同时也存在安全隐患。超声流量计内部没有可动部件,经过特殊处理的内表面,可以耐受硫化氢的腐蚀,可以延长维护保养的时间间隔。
    超声流量计在使用过程中运行成本较低,在表体内部没有节流部件,压力损失较孔板流量计小得多,流体在流经表体时不受影响保持原有流动状态,而且超声流量计对流体压力要求小,不需要对经过的流体进行加压。超声流量计有高量程比,可达100;1。降低了对上下游直短管段的要求,在不需安装整流器的情况下,多声道超声流量计上游的最短直管段长度应为10D,下游最短直管段长度应为5D,如安装整流器直管段的长度可咨询厂家进行管段配比。

3、超声流量计常见故障分析:
    超声流量已经逐渐在天然气贸易交界中使用,而日常的故障会对企业的利益造成影响。下面对超声流量计的故障进行分析,以及问题的排除方面。
3. 1、故障现象超声流量在使用时,配以S601)流量计算机,在用软件进行日常监测维护发现部分声道报警或者声道增益系数及信噪出现波动;解决方法:采取交换连线的方式确认具体故障原因。由于目前超声流量计多采用多声道测量的方式,可对不通声道的连接互换进行确认。或者对超声流量换能器拆下清洗后进行重复测试。
3. 2、故障现象超声流量计CUI诊断软件声道报警。
    解决方法:在一定压力情况下,超声流量计声道全报警则表示换能器信号无法实现传输,首先检察换能器及信号的安装是否紧固。重新安装后如仍存在报警,表明信号放大板或CPU损坏,可利用现有备件进行测试。
3. 3、故障现象:
   超声流量计测量流量不稳定,阶跃式跳动。解决方法:利用诊断软件对超声流量计进行在线诊断,检察信噪比参数及探头声速,对探头进行维修排除管道内的噪音干扰。

4、使用超声流量计注意事项:
4.1、正确选用超声流量计的型号,并结合现场实际合理安装换能器安装不合理是不能正常工作的主要原因。安装换能器需要考虑位置的确定和方式的选择两个问题。确定位置时除保证足够的上、下游直管段外,尤其要注意换能器尽量避开有变频调速嚣、电焊机等污染电源的场合。
4. 2、对于现场安装固定式超声波流量计数量大、范围广的用户,可以配备一台同类型的便携式超声波流量计,用于核校现场仪表的情况一是坚持一装一校,即对每一台新装超声波流量计在安装调试时进行核校,确保选位好、安装好、测量准;二是对在线运行的超声波流量计发生流量突变时,要利用便携式超声波流量计进行及时核校,查清流量突变的原因,弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化。
4. 3、与其他流量仪表相比,超声波流量计的维护量是比较小的对于外贴换能器超声波流量计,安装以后无水压损失,无潜在漏水,只需定期检查换能器是否松动,与管道之间的粘合剂是否良好即可;插人式超声波流量计,要定期清理探头上沉积的杂质、水垢等有无漏水现象;如果是一体式超声波流量计,要检查流量计与管道之间的法兰链接是否良好,并考虑现场温度和湿度对其电子部件的影响,等待。定期维护可以确保超声波流量计的长期稳定运行。

5、结束语:
    气体超声流量计已经广泛的应用与天然气计量领域,例如长输天然气管线、城市配气站、海洋天然气以及气体处理厂等场合。该类型流量计的超强适用性,将会有效的促进天然气计量行业的发展。

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