超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用探析

上海上儀股份公司主要目的是探析超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用。首先來(lái)分析超聲波流量計(jì)的相關(guān)概述性?xún)?nèi)容，在此基礎(chǔ)上，分析超聲波流量計(jì)的運(yùn)作依據(jù)，從而進(jìn)一步探討影響超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中應(yīng)用的因素有哪些，非常后在具體分析超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量的應(yīng)用策略?；诖耍疚耐ㄟ^(guò)對(duì)超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的具體應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，希望能給相關(guān)人士提供一定的理論參考。

天然氣是一種高效、清潔燃料和優(yōu)質(zhì)化工原料，隨著天然氣資源勘探開(kāi)發(fā)工作的日益普及，對(duì)于天然氣需求量也順勢(shì)增加，在一定程度上對(duì)天然氣的計(jì)量工作也提出更為嚴(yán)格的要求?，F(xiàn)階段，在天然氣計(jì)量中應(yīng)用非常多的就是超聲波流量計(jì)，它的使用需要嚴(yán)格的操作流程，因其自身穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)性高、操作簡(jiǎn)單的基本特征，將其應(yīng)用到天然氣計(jì)量工作中，在天然氣的運(yùn)行管道中安裝一對(duì)可以接受超聲波信號(hào)的換能裝置，對(duì)氣體流速進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量。

1 、超聲波流量計(jì)的相關(guān)概述性?xún)?nèi)容分析

和孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等傳統(tǒng)流量計(jì)進(jìn)行對(duì)比分析，超聲波流量計(jì)具有測(cè)量管徑大、測(cè)量范圍寬泛、不受流體參數(shù)的影響、支持雙向計(jì)量等優(yōu)勢(shì)；但是它存在一系列的不足之處，具體來(lái)說(shuō)：傳感器的安裝、直管段要求都比較嚴(yán)格；檢定有一定的難度；交叉干擾很容易影響測(cè)量的結(jié)果。

超聲波流量計(jì)計(jì)量系統(tǒng)包括超聲波流量計(jì)及其所配套的流量計(jì)算機(jī)。流量計(jì)結(jié)構(gòu)包絡(luò)流量計(jì)主體、超聲換能器、信號(hào)處理單元。超聲波流量計(jì)和流量計(jì)算機(jī)配套使用，可以保證測(cè)量得出的工況流量加以顯示、修正、轉(zhuǎn)換，非常終獲得工況流量，及時(shí)反映流量計(jì)的故障以及相關(guān)的報(bào)警信息，保證計(jì)量系統(tǒng)的精準(zhǔn)性，具體包括正常測(cè)量模式、診斷模式、故障模式。

2 超聲波流量計(jì)的運(yùn)作依據(jù)分析

超聲波流量計(jì)采用超聲波檢測(cè)技術(shù)測(cè)定氣體流量，借助脈沖線(xiàn)路開(kāi)展具體的運(yùn)作活動(dòng)，聲音脈沖朝著線(xiàn)路起始點(diǎn)和結(jié)尾點(diǎn)運(yùn)作。如果線(xiàn)路中沒(méi)有任何氣體運(yùn)作，聲音傳播速率以同樣的波速朝著起始點(diǎn)和結(jié)尾點(diǎn)進(jìn)行傳播。如果線(xiàn)路中氣體運(yùn)作速度為零，朝著氣流一面脈沖運(yùn)作速度加快，逆流脈沖運(yùn)作速度較低。因此，脈沖如果朝著逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，聲道運(yùn)作速度會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，脈沖也會(huì)加大，大概有2個(gè)氣流運(yùn)作速率系數(shù)[1]。朝著逆流管道的一邊，聲道速率明顯減少，脈沖也隨之縮減。出現(xiàn)這樣的情況，是因?yàn)槟媪髅}沖需要去掉一個(gè)脈沖速率分量數(shù)值，不管是增加還是減少，借助超聲波流量計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)、計(jì)算，保證天然氣運(yùn)作速率統(tǒng)計(jì)結(jié)果的精準(zhǔn)性。

超聲波流量計(jì)設(shè)備主要設(shè)置在一個(gè)弧形設(shè)備外側(cè)，在管道線(xiàn)路中沒(méi)有任何的遮蔽物，在具體運(yùn)作過(guò)程中，將其布滿(mǎn)到整個(gè)運(yùn)作線(xiàn)路，具有流動(dòng)性的直流按照管道線(xiàn)路進(jìn)行運(yùn)作，結(jié)合氣流強(qiáng)弱、大小數(shù)值單一檢修統(tǒng)計(jì)具有一定的狹隘性質(zhì)，所以超聲波流量計(jì)統(tǒng)計(jì)被廣泛的應(yīng)用。超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用，在保證恒定數(shù)值不變的基礎(chǔ)上，開(kāi)展相應(yīng)的計(jì)量工作。這樣的運(yùn)作模式，保證測(cè)量結(jié)果更加精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間估量的真實(shí)性，因?yàn)閿U(kuò)散時(shí)間、氣流運(yùn)作速度、流速運(yùn)作穩(wěn)定性之間建立密切的聯(lián)系，所以，保證監(jiān)測(cè)流量速度的精準(zhǔn)性，才能保證非常后天然氣計(jì)量工作的精準(zhǔn)性，更為切合具體的計(jì)量數(shù)值。

3 超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的影響因素

將超聲波流量計(jì)具體應(yīng)用到天然氣計(jì)量中，因?yàn)槠浔旧淼墓ぷ髟?，?huì)受到噪音、臟污、溫度、壓力等因素的

影響，導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果不太精準(zhǔn)。非常好，噪音。在天然氣計(jì)量過(guò)程中，噪聲的來(lái)源是經(jīng)過(guò)天然氣管道的高速氣流、

突出的探頭、整流器，另外，流量調(diào)節(jié)閥或者壓力也會(huì)產(chǎn)生噪音。噪音的影響，給天然氣計(jì)量帶來(lái)的誤差非常高可

以達(dá)到2%，直接影響天然氣計(jì)量的精準(zhǔn)性。

第二，溫度和壓力。超聲波流量計(jì)系統(tǒng)的組成有流量計(jì)、溫度變送器、壓力變送器、流量計(jì)算機(jī)和在線(xiàn)組分分析儀等等，對(duì)此，在天然氣計(jì)量過(guò)程中，將組分和壓力、溫度分別輸入其中，通過(guò)流量計(jì)算機(jī)將工況流量轉(zhuǎn)化計(jì)算成用于貿(mào)易的體積量[2]。因此，壓力和溫度要精準(zhǔn)的測(cè)量，保證計(jì)量的精準(zhǔn)性。

第三，臟污。天然氣中含有水、油、硫化鐵粉末或者其他的臟污，帶有臟污的天然氣在流過(guò)超聲波流量計(jì)時(shí)，臟污會(huì)在管道內(nèi)壁和超聲波探頭上堆積，嚴(yán)重影響超聲波流量計(jì)的計(jì)量精準(zhǔn)性。

4 、超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的具體應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超聲波流量計(jì)作為一種全新的天然氣計(jì)量方式，在精度、準(zhǔn)確性等方面都高于其他傳統(tǒng)的天然氣計(jì)量方式，在現(xiàn)代化的天然氣計(jì)量工作之中具有非常寬泛的應(yīng)用效果。

（1）應(yīng)用范圍

在應(yīng)用范圍方面，超聲波流量計(jì)適應(yīng)全部的管徑氣體流量，具備更高的測(cè)量精準(zhǔn)性，所以，超聲波流量計(jì)在實(shí)際的天然氣生產(chǎn)過(guò)程中具有更高的應(yīng)用效果。在實(shí)際的天然氣工作過(guò)程中，超聲波流量計(jì)應(yīng)用于大管徑的天然氣計(jì)量工作中，歸根結(jié)底，是因?yàn)槌暡髁坑?jì)的成本較高。在具體的天然氣生產(chǎn)過(guò)程中，超聲波流量計(jì)主要應(yīng)用于大管徑的天然氣輸送管道中，比如：在西氣東輸工程中，在4200km長(zhǎng)的輸送管道中，各級(jí)的管道門(mén)站、儲(chǔ)氣庫(kù)，分輸站以及LNG氣化站等對(duì)于天然氣的計(jì)量工作都使用超聲波流量計(jì)的測(cè)量手段。

超聲波流量計(jì)具體應(yīng)用在我們國(guó)家城市天然氣的管道輸送中。和傳統(tǒng)的渦輪式計(jì)量方式進(jìn)行對(duì)比分析，超聲波流量計(jì)可以有效的避免大部分影響因素的效果，促使其測(cè)量的結(jié)果更為精準(zhǔn)化。根據(jù)我們國(guó)家城市天然氣管道的零散分布的基本特征，在各個(gè)用氣點(diǎn)都應(yīng)該安裝分表，以此來(lái)進(jìn)行計(jì)量，提高超聲波流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。

將超聲波流量計(jì)具體應(yīng)用到天然氣計(jì)量工作中，按照其使用范圍具體分為不同的類(lèi)型，其一，應(yīng)用于高壓的氣體流量計(jì)量的流量計(jì)；其二，Q型超聲波流量計(jì)，主要應(yīng)用于貿(mào)易計(jì)量；其三，流量計(jì)應(yīng)用于氣體流量的生產(chǎn)過(guò)程中； 其四，主要應(yīng)用于火炬氣體流量的流量計(jì)。根據(jù)流量計(jì)的使用范圍不同，流量計(jì)也存在一定的差異，足以體現(xiàn)流量計(jì)的應(yīng)用范圍的寬泛性。不同的流量計(jì)在安裝方式和運(yùn)行方式上有所不同，安裝原理比較相同，這就需要相關(guān)工作人員要對(duì)此進(jìn)行多加防范。

（2）誤差的處理

在天然氣計(jì)量工作中的數(shù)據(jù)存在誤差也是比較常見(jiàn)的情況，如果數(shù)據(jù)的誤差范圍比較小，就可以看作是正常的工作誤差，相關(guān)工作人員不需要對(duì)其進(jìn)行有效的處理；相反地，如果誤差較大，就說(shuō)明管道狀態(tài)出現(xiàn)異常，不符合國(guó)家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致的。歸根結(jié)底，是因?yàn)樵谔烊粴夤艿纼?nèi)部存在很多雜質(zhì)，嚴(yán)重影響超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確性。為了解決其存在的問(wèn)題，就需要相關(guān)技術(shù)人員定期對(duì)天然氣管道內(nèi)部的材料、管道壁以及管壁厚度等參數(shù)進(jìn)行全面的檢查，保證天然氣管道內(nèi)部的環(huán)境適合超聲波流量計(jì)的基本需求，不會(huì)影響任何計(jì)量結(jié)果。

另外一方面，為了減少雜質(zhì)和附著物對(duì)于天然氣計(jì)量工作準(zhǔn)確性的影響，相關(guān)工作人員還需要及時(shí)清理內(nèi)部的雜質(zhì)，減少給超聲波流量計(jì)帶來(lái)的不利影響，保證天然氣管道內(nèi)部氣體流通的順利性。

5 、超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的檢定

超聲波流量計(jì)能夠?qū)μ烊粴饬髁窟M(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)量，一定要保證流量計(jì)的正常使用，所以，需要對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行有效的檢測(cè)。

對(duì)于超聲波流量計(jì)的檢定，需要選擇專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的檢定單位，現(xiàn)階段，我們國(guó)家具有檢定資質(zhì)的單位有國(guó)家是由天然氣大流量計(jì)量站、國(guó)家站、成都以及重慶的天然氣分站。對(duì)于超聲波流量計(jì)的檢定主要應(yīng)用在線(xiàn)實(shí)流檢定和離線(xiàn)實(shí)流檢定。通常條件下，對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行在線(xiàn)實(shí)流檢定需要更高的設(shè)備和環(huán)境要求，但是滿(mǎn)足這些條件比較困難。但是現(xiàn)在，超聲波流量計(jì)檢定是借助離線(xiàn)實(shí)流檢定，但是，在線(xiàn)實(shí)流檢定的送檢成本更大、檢測(cè)更為精準(zhǔn)性，所以，在日后的檢定工作中，在線(xiàn)實(shí)流檢定具有十分廣闊的發(fā)展前景，尤其是在交通條件更為便利的地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)實(shí)流檢定。

《超聲波流量計(jì)檢定規(guī)程》中對(duì)超聲波流量計(jì)的檢定周期進(jìn)行更為全面的規(guī)定，比如：在超聲波流量計(jì)中，如果具有自行診斷和報(bào)警的功能，那么超聲波流量計(jì)的檢定周期可以延長(zhǎng)至1—6年，基于此，超聲波流量計(jì)的研究機(jī)構(gòu)在對(duì)其診斷和報(bào)警的技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的研究，很容易延長(zhǎng)檢定周期，降低檢定成本。

6 結(jié)束語(yǔ)

超聲波流量計(jì)的安裝操作比較簡(jiǎn)單，具有十分寬泛的測(cè)量范圍，不會(huì)因?yàn)楣?jié)流裝置的幾何變化而影響流量計(jì)的特征變化，保證天然氣的計(jì)量獲得更高、更遠(yuǎn)的發(fā)展。但是，超聲波流量計(jì)很容易受到外界因素的干擾，比如：噪聲、溫度、壓力等，嚴(yán)重影響超聲波流量計(jì)的準(zhǔn)確計(jì)量。因此，結(jié)合天然氣計(jì)量的使用情況，上海上儀股份公司選擇非常為合適的超聲波流量計(jì)，精準(zhǔn)測(cè)量，避免沉積物等影響天然氣計(jì)量的結(jié)果，非常終保證測(cè)量結(jié)果的真實(shí)性、精準(zhǔn)性。