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氣體超聲流量�(jì)
閱讀�5995�(shí)間:2011-02-15 23:45:41

  氣體超聲流量�(jì)是一種利用超聲波速差法原理,檢測(cè)�(jì)量氣體流量的�(guò)�控制儀�,由于檢�(cè)�(wú)壓損、精度高�傳感��(jié)�(gòu)�(jiǎn)單,并且不受流體物理化學(xué)性質(zhì)的影�,近年來(lái)得到了廣泛的�(yīng)��

�(yīng)用現(xiàn)狀

  科學(xué)技�(shù)的發(fā)展和流量�(cè)試技�(shù)研究的深入,近幾年來(lái)氣體超聲流量�(jì)的問(wèn)世引起了流量界廣泛的興趣。美�(guó)AGA�1998年發(fā)布了AGA9�(hào)�(bào)告《用多聲道超聲流量計(jì)�(cè)量天然氣流量�;之后不久ISO于同�12月也�(fā)布了ISO/TR-12765《用�(shí)間傳播法超聲流量�(jì)�(cè)量封閉管�(nèi)的流體流量》技�(shù)�(bào)告。為了適�(yīng)我國(guó)西部天然氣開�(fā),滿足西氣東輸工程的要求,我�(guó)�2001年內(nèi)編制了GB/T 18604《用氣體超聲波流量計(jì)�(cè)量天然氣流量》的�(guó)家標(biāo)�(zhǔn)。同�(shí),為了驗(yàn)證該類型流量�(jì)的性能,西南油田分工司率先首批有針�(duì)性地引�(jìn)了國(guó)外二�(gè)公司的超聲流量計(jì)�(chǎn)�,并在華�(yáng)天然氣流量測(cè)試中�,對(duì)其性能�(jìn)行了系統(tǒng)�(cè)�,之后在典型站場(chǎng)上�(jìn)行了工業(yè)性試�(yàn),為今后該類型流量計(jì)在我�(guó)天然氣領(lǐng)域中的推廣使用提供了寶貴�(jīng)�(yàn)�

  �(zhǔn)確地�(jìn)行天然氣流量�(cè)量是企業(yè)部門�(jìn)行經(jīng)�(jì)分析,降低運(yùn)行成本的�(guān)鍵一�(huán),直接地影響著一�(gè)企業(yè)的經(jīng)�(jì)效益,倍受供需雙方�(guān)�。隨著世界能源供求日益緊�;人們都十分�(guān)心并尋求一種精度高,適�(yīng)性強(qiáng)的流量計(jì)�(lái)�(cè)量天然氣流量,以維護(hù)企業(yè)的利�。超聲流量計(jì)自投放市�(chǎng)以來(lái),與目前其他類型流量�(jì)相比,顯然有著更多更好的性能特性,因而倍受人們青�。近幾年,在北美及加拿大新建�(shè)幾條大型輸氣管道工程中,如AIIiance管線、Vector管和北部邊疆等管道工程中已開始用超聲流量�(jì),作為貿(mào)易計(jì)量,�(yīng)用效果已得到證實(shí)。最近二、三年來(lái),我�(guó)先后從國(guó)外引�(jìn)了超聲流量計(jì)�30�(tái),西南油田分公司占三分之一。據(jù)不完全統(tǒng)�(jì),我�(guó)目前所使用的超聲流量計(jì)約占世界使用量的5%,可�(jiàn)我國(guó)流量界是相當(dāng)�(guān)注這一新型流量?jī)x表。目�,正在擬建中的新疆輪南至上海的西氣東輸工程,�(mào)易計(jì)量的流量�(jì)為超聲流量計(jì),口徑DN250~300mm;中小型站場(chǎng)選用DN50~200mm渦輪流量�(jì)。隨著我�(guó)天然氣工�(yè)的發(fā)�,超聲流量計(jì)在天然氣工業(yè)�(lǐng)域中的應(yīng)用前景看��

原理

  氣體超聲流量�(jì)的測(cè)量管段上裝有一�(duì)或多�(duì)超聲換能�,超聲換能器交替�(fā)射和接收超聲波,采用超聲波檢�(cè)技�(shù),通過(guò)�(cè)量超聲波沿氣流順向和逆向傳播的聲速差,以及測(cè)量管段的流體壓力和溫�,包括氣體摩爾組分,�(jì)算出氣體流速及�(biāo)�(zhǔn)狀�(tài)下氣體的流量�

面臨的問(wèn)�

  任何一種新型流量計(jì)多獲得工�(yè)化應(yīng)用和�(rèn)可都�?dú)v�(jīng)一�(gè)相當(dāng)�(zhǎng)的過(guò)�,這也就意味著人們一方面�(duì)它的�(rèn)�(shí),另一方面流量�(jì)本身與應(yīng)用中所暴露出來(lái)的問(wèn)�,能否得到滿意的解決。就超聲流量�(jì)而言,仍有一些實(shí)際使用中的工作需要做,超聲流量計(jì)工業(yè)化試�(yàn)試用還需要�(jìn)一步開�。盡管目前發(fā)布有AGA N09�(hào)�(bào)�,ISO�(fā)布有TR12765技�(shù)文件,我�(guó)也制定了相應(yīng)的GB/T18604�(biāo)�(zhǔn)。從工業(yè)�,標(biāo)�(zhǔn)化應(yīng)用角度來(lái)�,氣體超聲流量計(jì)要獲得工�(yè)上廣泛應(yīng)用,還應(yīng)�(dāng)解決以下四�(gè)方面�(wèn)��

  針對(duì)工業(yè)流場(chǎng)上游�(cè)不同類型阻力件產(chǎn)生的影響,如何合理確定不同情況下流量�(jì)上游直管段長(zhǎng)度;

  操作壓力、溫度及氣體組分的變化對(duì)流量�(cè)量影響及校正辦法�

  不同雷諾�(shù)速度分布剖面修正系數(shù)精確確定和流量計(jì)主體幾何尺寸誤差所帶來(lái)�(duì)精度的影��

  探頭電氣特性的�(wěn)定性及探頭的互換性等�

使用要點(diǎn)

  在使用中能造成氣體超聲波流量計(jì)�(jì)量故障的主要因素是管�(nèi)粘污物如泥污、油�、銹塵、水�,尤其是積水。為了消除管�(nèi)粘污物對(duì)氣體超聲波流量計(jì)的影響,在站�(chǎng)工藝�(shè)�(jì)、施工和日常使用�(shí)�(yīng)注意以下幾�(gè)方面�

 ?�?)努力創(chuàng)造條件完成管道干�。GB5025I-2003《輸氣管道工程設(shè)�(jì)�(guī)范》中�(guī)定的“輸氣管道試�、清管結(jié)束后宜�(jìn)行干燥”這一條款是參考了皇家荷蘭殼牌集團(tuán)企業(yè)�(biāo)�(zhǔn)和國(guó)�(nèi)施工�(jīng)�(yàn)制定�。氣體超聲波流量�(jì)在西歐等�(fā)�(dá)�(guó)家使用的較早,這也是他們通過(guò)�(shí)踐探索而總�(jié)出的�(jīng)�(yàn)。目前國(guó)�(nèi)�(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道�(jìn)行整體干燥的不是很多,且�(guī)范中也使用“宜”字,對(duì)是否�(jìn)行干燥并�(méi)有做硬性規(guī)�。以前使用孔板等類型的流量計(jì),管道內(nèi)的積水對(duì)�(jì)量影響不�,但改用氣體超聲波流量計(jì)后,超聲波流量計(jì)�(duì)水分是相�(dāng)敏感�,因此�(jìn)行管道干燥是非常必要��

  �2)分離系�(tǒng)的選擇應(yīng)考慮液態(tài)水的處理。以前站�(chǎng)工藝�(shè)�(jì)上多采用旋風(fēng)式分離器,要求不高的�(chǎng)合也可使用重力式分離�,近年來(lái)也有選用�(guò)濾分離器�。在輸氣管道首、末站設(shè)置分離器的主要作用是除去天然氣中的各種固體顆�,現(xiàn)在推廣使用的�(guò)濾分離器(以濾芯葉片組合式為例)即能除去各種尺寸的固體顆粒,也能100%的分離掉大于8�1Oμm的水�。但液態(tài)水的帶人�(huì)�(yán)重降低分離器的分離效�,在站場(chǎng)�(nèi)�(shè)置分離器�(shí),不管是旋風(fēng)�,還是過(guò)濾分離式,都�(yīng)考慮在分離器前加一�(jí)液態(tài)水處理裝�,將從管道內(nèi)帶來(lái)的液�(tài)水分離掉。其分離精度不必要求太高,選擇一般的重力式分離器即可。在�(guó)�(nèi)選用氣體超聲波流量計(jì)的站�(chǎng)�,有的已選用兩級(jí)分離這種工藝模式,效果良��

 ?�?)加�(qiáng)操作管理,及�(shí)排出分離器的污水。分離器均設(shè)有排污管,通過(guò)人工將分離出的污水排�。但由于種種原因,很可能造成排污不及�(shí),積液器中的污水已滿,造成分離器失�,使液態(tài)水隨天然氣�(jìn)入氣體超聲波流量�(jì)而導(dǎo)致計(jì)量故�。若要從根本上解決這�(gè)�(wèn)�,消除人為因素的影響,應(yīng)在分離器的污管上加裝自動(dòng)排污�,以保證及時(shí)排水。此外,在投�(chǎn)�(yùn)行初�,過(guò)濾分離器濾芯的更換頻率也要適�(dāng)加大�

 ?�?)投�(chǎn)置換�(shí)�(yīng)保護(hù)好過(guò)濾分離器。使用過(guò)濾分離器�(shí),管�(nèi)積水或銹塵都�(huì)使過(guò)濾分離器的濾芯失�,因此在投產(chǎn)置換前,先將�(guò)濾分離器的濾芯抽�,待置換�(jié)束后,將�(guò)濾分離器�(nèi)腔清理干凈后再將濾芯裝上,既保護(hù)了濾�,又保護(hù)了氣體超聲波流量�(jì)

  �5)滿足氣體超聲波流量�(jì)的安裝要�。氣體超聲波流量�(jì)的安裝要求已在產(chǎn)品說(shuō)明書中寫明,氣體超聲波流量計(jì)�(cè)量的是氣體流�,對(duì)流量�(jì)本體與上下游直管段安裝的同心度要求很高,因此要求施工單位在安裝時(shí)一定要�(yán)格執(zhí)行安裝規(guī)�,以�(dá)到要求的同心度。氣體超聲波流量�(jì)在站�(chǎng)中的安裝位置不同于孔板流量計(jì)。使用孔板流量計(jì)�(shí),不管是先調(diào)壓后�(jì)量,還是先計(jì)量后�(diào)�,孔板流量計(jì)和調(diào)壓器大都安裝在同一空間,即在兩�(gè)匯管之間同時(shí)安裝孔板流量�(jì)和調(diào)壓器。若選用氣體超聲波流量計(jì),則這一安裝位置將對(duì)氣體超聲波流量計(jì)的計(jì)量精度產(chǎn)生嚴(yán)重影�,因?yàn)闅怏w超聲波流量計(jì)�(duì)噪音很敏感,與調(diào)壓器安裝在同一空間,調(diào)壓器�(chǎn)生的噪音將會(huì)使氣體超聲波流量�(jì)的計(jì)量失�。所�,若選用氣體超聲波流量計(jì),工藝設(shè)備布置時(shí)�(yīng)將其單獨(dú)安裝在兩匯管之間的管路上,若�(chǎng)地狹�,需與調(diào)壓器一起安裝在兩匯管之間的管路上時(shí),應(yīng)在流量計(jì)和調(diào)壓器之間加設(shè)減噪器或減噪��

 ?�?)氣體超聲波流量�(jì)的標(biāo)定選用在線標(biāo)定。氣體超聲波流量�(jì)的精度受安裝�(huán)境的影響很大,已�(biāo)定合格的氣體超聲波流量計(jì)安裝到現(xiàn)�(chǎng)�,因其安裝條件發(fā)生了變化,其�(jì)量精度也�(huì)�(fā)生變�。所以,在站�(chǎng)工藝�(shè)�(jì)�,應(yīng)考慮�(shè)置在線標(biāo)定系�(tǒng),加�(shè)�(biāo)定接管和閥門。需要標(biāo)定時(shí),標(biāo)定單位可將標(biāo)定車開到�(xiàn)�(chǎng),將�(biāo)定車上的�(biāo)�(zhǔn)表與�(xiàn)�(chǎng)的流量計(jì)串接起來(lái)即可完成流量�(jì)的標(biāo)�。目前國(guó)�(nèi)有標(biāo)定資格的單位已有這種�(biāo)定車�

 ?�?)選用合適類型的流量�(jì)。目前世界范圍內(nèi)使用的氣體超聲波流量�(jì)的結(jié)�(gòu)類型大體分為�(duì)射式和反射式兩種。這兩種探頭的布置形式都能滿足氣體�(mào)易計(jì)量的精度要求,但適用的氣體環(huán)境有所不同,應(yīng)根據(jù)所輸送天然氣的氣�(zhì)情況�(lái)選用。就�(guó)�(nèi)目前的天然氣氣質(zhì)情況而言,對(duì)射式的超聲波流量�(jì)較為適用�

 ?�?)定期對(duì)流量�(jì)�(jìn)行清�。如果天然氣中夾帶的固體雜質(zhì)和液體附著在流量�(jì)表體�(nèi)壁或傳感器表面達(dá)到了一定程度,將會(huì)影響到流量計(jì)的計(jì)量精�,這就需要及�(shí)�(jìn)行清��

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