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氣體超聲波流量計
閱讀�14433時間�2011-03-09 22:19:19

  氣體超聲波流量計,是一種利用時差式測量原理進行工作的新型流量計,具有無可動部件、無阻力�、無壓損、量程比�、準確度�、全自動化等特點�

概述

  近年�,隨著科學技�(shù)的發(fā)展,尤其是計算機�(yīng)用技�(shù)的飛速發(fā)�,氣體超聲波流量計已逐步進入天然氣計量領(lǐng)�。氣體超聲波流量計計量精度高、無壓損、無磨損部件、使用壽命長、量程范圍寬、可雙向測量和可測脈動流。與其他類型流量計相�,氣體超聲波流量計顯然有著更多更好的性能特�,自投放市場以來,受到用戶的廣泛好評。目前國�(nèi)建設(shè)的各類天然氣管道的貿(mào)易計�,大都選用氣體超聲波流量�,例如西氣東輸管道的流量計就是氣體超聲波流量計�

氣體超聲波流量計

工作原理

  氣體超聲波流量計采用時差式測量原理:一個探頭發(fā)射信號穿過管�、介�(zhì)、另一�(cè)管壁�,被另一個探頭接收到,同�,第二個探頭同樣發(fā)射信號被個探頭接收到,由于受到介�(zhì)流速的影響,二者存在時間差Δt,根�(jù)推算可以得出流速V和時間差Δt之間的換算關(guān)系V=(C2/2L)×Δt,進而可以得到流量值Q�

氣體超聲波流量計原理圖

氣體超聲波流量計原理�

特點

  1.直接測得�(zhì)量流�,無須進行溫度、壓力補��

  2.精度�,反�(yīng)速度�,測量范圍比大(1000�1��

  3.無可動件,幾乎無壓損,尤其適于大管徑低流速氣體測��

  4.�(xiàn)場顯示瞬時、累積流�,信號輸出,上(下)限報警等�

  5.無須打開表蓋對累積量清零�

  6.帶整流裝�,可極大地降低對前后直管段的要求�

  7.帶不斷流裝置可在線拆�,無須切斷管道流��

缺陷

  氣體超聲波流量計在使用過程中,常常會遇到一些問�,如流量計的超聲波探頭頻頻報警,有時還會出現(xiàn)無流量記錄的情況;標定合格的同型號超聲波流量計計量誤差超標等�

  分析�(fā)�(xiàn),超聲波探頭頻頻報警和出�(xiàn)無流量記錄的問題,一是由于介�(zhì)中的液態(tài)水附著在流量計內(nèi)壁且遮蓋了超聲波流量計探�,造成超聲波在進出液態(tài)水表面時�(fā)生折�,傳感器無法有效回收超聲波信號;二是由于天然氣中夾帶的固體雜�(zhì)在流量計表體�(nèi)壁沉�,影響到超聲波的反射路徑和發(fā)射效果。而標定合格的同型號超聲波流量計計量誤差超標這一問題,主要是由安裝精度和�(xiàn)場工藝設(shè)備產(chǎn)生的噪音引起��

氣體超聲波流量計

  從天然氣生產(chǎn)工藝可知,天然氣的脫�、脫水和脫機械雜�(zhì)工作均在天然氣處理廠完成,目前的天然氣處理工藝及技�(shù)已經(jīng)非常先進和完善,處理后的天然氣水露點和烴露點均能滿足管輸要�。但從國�(nèi)一些天然氣管道的運行情況來看,在投�(chǎn)運行初期,管道內(nèi)往往會出�(xiàn)積水�(xiàn)�,這些管內(nèi)積水主要來源于殘存的試壓水和管道�(nèi)的濕空氣遇冷會析出冷凝水�

 ?�?)殘存的試壓水天然氣管道施工中一般采用分段打�,分段通球清管,碰死口的方法完成全線的連接。規(guī)范規(guī)定了在分段試壓過程中,可以采用空氣試�,也可以采用水試�。在使用水作為試壓介�(zhì)的管�,既使對管道進行了通球清管,若不對管道進行干燥,管道中就有可能存在部分殘留水匯集在管道低洼�,形成管�(nèi)積水�

 ?�?)管道內(nèi)的濕空氣遇冷會析出冷凝水按《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》GB5O251-2003�(guī)�,天然氣輸氣管道試壓、清管結(jié)束后宜進行干燥,若不進行干燥,管道內(nèi)就充滿了濕空�。管道投�(chǎn)置換時若采用氮氣置換,溫度很低的氮氣與管道內(nèi)的濕空氣接觸混合后,就會在管�(nèi)壁上形成冷凝�,而形成管道內(nèi)的積��

參數(shù)

  1.流�: 0.01~25 m/s�

  2.分辨�: 0.025 cm/s�

  3.重復(fù)�: 0.15%讀�(shù),視�(yīng)用而定�

  4.精度 (流場充分�(fā)展且 徑向?qū)ΨQ)體積流量: ± 1%讀�(shù),視應(yīng)用而定 ± 0.5%讀�(shù),經(jīng)過標��

  5.流速:± 0.5%讀�(shù),視應(yīng)用而定�

  6.可測介質(zhì): 管壁與氣體的聲阻抗比<3000�

  7.主機�(huán)境溫度:-10 ~ 60��

  8.電源: (100...240) VAC (18...36)�

  9.VDC顯示: 2 x 16 字符,點�,帶背光功�: < 15W�

  10.信號平均:(0 ~ 100)s,可�(diào)�

  11.測量速率:(100 ~ 1000)Hz (1通道)響應(yīng)時間: 1s (1通道)�70ms可選�

  12.測量�: 工況體積/工況�(zhì)量流�,流�,標況體�/標況�(zhì)量流�(需溫壓補償)�

氣體超聲波流量計


保護

  在使用中能造成氣體超聲波流量計計量故障的主要因素是管內(nèi)粘污物如泥污、油�、銹塵、水�,尤其是積水。為了消除管�(nèi)粘污物對氣體超聲波流量計的影響,在站場工藝設(shè)�、施工和日常使用時應(yīng)注意以下幾個方面:

  1.努力�(chuàng)造條件完成管道干�。GB5025I-2003《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》中�(guī)定的“輸氣管道試壓、清管結(jié)束后宜進行干燥”這一條款是參考了皇家荷蘭殼牌集團企業(yè)標準和國�(nèi)施工�(jīng)驗制定的。氣體超聲波流量計在西歐等發(fā)達國家使用的較早,這也是他們通過實踐探索而總�(jié)出的�(jīng)�。目前國�(nèi)對天然氣長輸管道進行整體干燥的不是很�,且�(guī)范中也使用“宜”字,對是否進行干燥并沒有做硬性規(guī)定。以前使用孔板等類型的流量計,管道內(nèi)的積水對計量影響不大,但改用氣體超聲波流量計后,超聲波流量計對水分是相當敏感�,因此進行管道干燥是非常必要的�

  2.分離系統(tǒng)的選擇應(yīng)考慮液態(tài)水的處理。以前站場工藝設(shè)計上多采用旋風式分離�,要求不高的場合也可使用重力式分離器,近年來也有選用過濾分離器的。在輸氣管道�、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粒,�(xiàn)在推廣使用的過濾分離器(以濾芯葉片組合式為例)即能除去各種尺寸的固體顆粒,也�100%的分離掉大于8�1Oμm的水�。但液態(tài)水的帶人會嚴重降低分離器的分離效�,在站場�(nèi)�(shè)置分離器�,不管是旋風式,還是過濾分離�,都�(yīng)考慮在分離器前加一級液�(tài)水處理裝�,將從管道內(nèi)帶來的液�(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。在國內(nèi)選用氣體超聲波流量計的站場中,有的已選用兩級分離這種工藝模式,效果良��

  3.加強操作管理,及時排出分離器的污�。分離器均設(shè)有排污管,通過人工將分離出的污水排除。但由于種種原因,很可能造成排污不及時,積液器中的污水已�,造成分離器失�,使液態(tài)水隨天然氣進入氣體超聲波流量計而導(dǎo)致計量故障。若要從根本上解決這個問�,消除人為因素的影響,應(yīng)在分離器的污管上加裝自動排污�,以保證及時排水。此�,在投產(chǎn)運行初期,過濾分離器濾芯的更換頻率也要適當加��

氣體超聲波流量計

  4.投產(chǎn)置換時應(yīng)保護好過濾分離器。使用過濾分離器�,管�(nèi)積水或銹塵都會使過濾分離器的濾芯失效,因此在投產(chǎn)置換前,先將過濾分離器的濾芯抽出,待置換�(jié)束后,將過濾分離器內(nèi)腔清理干凈后再將濾芯裝上,既保護了濾�,又保護了氣體超聲波流量計�

  5.滿足氣體超聲波流量計的安裝要�。氣體超聲波流量計的安裝要求已在�(chǎn)品說明書中寫明,氣體超聲波流量計測量的是氣體流�,對流量計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一定要嚴格�(zhí)行安裝規(guī)�,以達到要求的同心度。氣體超聲波流量計在站場中的安裝位置不同于孔板流量計。使用孔板流量計�,不管是先調(diào)壓后計量,還是先計量后調(diào)壓,孔板流量計和�(diào)壓器大都安裝在同一空間,即在兩個匯管之間同時安裝孔板流量計和調(diào)壓器。若選用氣體超聲波流量計,則這一安裝位置將對氣體超聲波流量計的計量精度產(chǎn)生嚴重影�,因為氣體超聲波流量計對噪音很敏�,與�(diào)壓器安裝在同一空間,調(diào)壓器�(chǎn)生的噪音將會使氣體超聲波流量計的計量失效。所�,若選用氣體超聲波流量計,工藝設(shè)備布置時�(yīng)將其單獨安裝在兩匯管之間的管路上,若場地狹小,需與調(diào)壓器一起安裝在兩匯管之間的管路上時,應(yīng)在流量計和調(diào)壓器之間加設(shè)減噪器或減噪��

  6.氣體超聲波流量計的標定選用在線標定。氣體超聲波流量計的精度受安裝環(huán)境的影響很大,已標定合格的氣體超聲波流量計安裝到�(xiàn)場后,因其安裝條件發(fā)生了變化,其計量精度也會�(fā)生變化。所�,在站場工藝�(shè)計上,應(yīng)考慮�(shè)置在線標定系�(tǒng),加�(shè)標定接管和閥門。需要標定時,標定單位可將標定車開到�(xiàn)�,將標定車上的標準表與現(xiàn)場的流量計串接起來即可完成流量計的標�。目前國�(nèi)有標定資格的單位已有這種標定��

  7.選用合適類型的流量計。目前世界范圍內(nèi)使用的氣體超聲波流量計的�(jié)�(gòu)類型大體分為對射式和反射式兩�。這兩種探頭的布置形式都能滿足氣體�(mào)易計量的精度要求,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)情況來選用。就國內(nèi)目前的天然氣氣質(zhì)情況而言,對射式的超聲波流量計較為適用�

  8.定期對流量計進行清洗。如果天然氣中夾帶的固體雜質(zhì)和液體附著在流量計表體內(nèi)壁或傳感器表面達到了一定程�,將會影響到流量計的計量精度,這就需要及時進行清洗�

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