摘要：針對輸氣站場的流量測量，采用超聲波氣體流量計可以有效的提高測量的便利性和精確度。本文將在分析輸氣站場流量測量現(xiàn)狀的基礎上，通過對超聲波流量計的工作原理、精確度等的分析，深入研討超聲波流量計在輸氣站場的應用方法。

 

輸氣站場流量測量的現(xiàn)狀分析

 

 

流量測量的復雜性1

與液體流量計量不同，由于氣體的可壓縮性，壓縮因子的確定較為復雜，導致氣體流量計量存在一定的復雜性；在計量過程中，對流經(jīng)計量裝置處氣體的流態(tài)要求也比較高，在理想情況下，要求氣體流經(jīng)計量裝置時，氣體流動方向保持與管道平行，氣體沿徑向均勻分布等，不能存在旋流或渦流等異常流態(tài)，但在實際中要達到絕對的理想狀態(tài)幾乎不可能。

 

由于上述原因，造成輸氣站場流量測量工作復雜，在測量過程中，一方面要求測量結果具有一定的精確度，另一方面，又要求能夠滿足經(jīng)濟性的要求。

 

目前輸氣站場所用流量計的種類和存在的問題2

目前，長輸管道工藝站場的天然氣計量裝置主要有兩種形式：

①超聲波流量計量裝置：其主要由現(xiàn)場超聲波流量計、壓力變送器、溫度變送器、直管段、整流器和流量計算機等組成；

②渦輪計量裝置：主要由現(xiàn)場渦輪流量計、壓力變送器、溫度變送器、直管段和流量計算機等組成。

 

輸氣站場超聲波流量計的種類、 工作原理及影響精確度的因素

 

 

超聲波流量計的種類及工作原理1

按照流量計的聲道數(shù)劃分，超聲波流量計可分為單聲道流量計和多聲道流量計兩種。為了保證計量精度，目前輸氣站場廣泛采用的是四聲道超聲波流量計。按照超聲波發(fā)生和接收過程劃分，超聲波流量計還可分為對射式和反射式兩種。例如，丹尼爾流量計多為對射式流量計，而阿爾斯特流量計一般為反射式流量計。

 

超聲波流量計工作的基本原理是，超聲波在天然氣中，沿氣體順流方向和逆流方向的傳播速度不同，通過測量兩個方向傳播的時間差，來計算出天然氣在管道中的流速，從而得出天然氣的瞬時流量。

 

影響超聲波流量計精確度的主要因素2

從理論上講，影響超聲波流量計量系統(tǒng)精確度的因素很多，直管段長度，溫壓變送器的安裝位置及精度，流量計本體內(nèi)加工精度，換能器性能及聲道數(shù)等都與計量精度密切相關。 

 

換能器（探頭）性能的好壞和聲道數(shù)是影響流量計準確度的重要因素。從理論上講，通過單聲道超聲波的發(fā)射和接收，就可計算出氣體流量，但實際天然氣在管道內(nèi)的流動往往是不均勻分布的，這樣，只有通過多聲道流量計在不同截面的發(fā)射和接收，才能消除這種不均勻性，從而提高計量精度。

 

輸氣站場超聲波流量計的應用建議

 

做好流量計的設備選型工作1

輸氣站場環(huán)境復雜，在選用超聲波流量計時，應重點關注一下幾個方面。

 

一是要盡量選用多聲道流量計。目前天然氣輸氣站場用于貿(mào)易計量的流量計一般為四聲道超聲流量計，只有聲道數(shù)在四個以上時，才能滿足計量所需精度，減少與下游用戶的計量糾紛。 

 

二是在流量計量程選擇上，要兼顧設備投用初期和遠期用氣量；兼顧日峰谷、年峰谷用氣量。由于超聲波流量計的量程比比較寬，在用戶流量范圍波動不是很大的情況下，根據(jù)計量管段壓力等級，通過合理的選擇流量計口徑，一般都能做到對上述不同流量值的兼顧。

 

做好流量計量裝置的現(xiàn)場安裝和初始化配置工作2

流量計現(xiàn)場安裝是否符合要求，對流量計量的準確性影響很大。首先，在直管段的安裝上，不能僅限于滿足設備廠商的技術要求，更重要的是要滿足行業(yè)的相關標準。設備廠家的技術要求是在理想狀態(tài)下提出的，而輸氣站場具有復雜多樣性，各種配套設備的安裝狀況、運行時的不同工況等都可能給準確計量帶來影響。

 

建議超聲波流量計上下游直管段應滿足前30D、后40D，且上游安裝整流器的要求。另外，壓力、溫度取樣點的選擇也很重要，一般壓力的取樣點應選擇在流量計本體上，以便能準確測量流過流量計的天然氣壓力；溫度的取樣點一般選擇在流量計下游直管段5D左右處，這樣即能以減少溫度套管對氣體流態(tài)的影響，又能相對準確地反映實際氣體的溫度。

 

做好流量計的日常維護工作3

雖然，超聲流量計的日常維護工作量并不大，但也要重點做好以下幾點工作：一是要定期對探頭進行清理，污損的探頭對超聲波的發(fā)射和接收會造成影響，從而影響計量精度；二是要定期對流量計進行聲速核查，通過軟件檢查各探頭的工作情況，使流量計始終處于最佳工作狀態(tài)，確保計量準確。

 

建立流量計遠程維護系統(tǒng)，延長流量計檢定周期4

天然氣長輸管道具有距離長、社會依托差、遠離城市的特點，這就給系統(tǒng)維護帶來一定難度。為此，建立一套遠程維護系統(tǒng)是非常必要的。超聲波流量計遠程維護是以局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（或互連網(wǎng)）為基礎的一套遠程維護系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，輸氣站場需將流量計、流量計算機等設備組成局域網(wǎng)，并向上通過交換機、路由器等設備與廣域網(wǎng)（或互聯(lián)網(wǎng)）連接，這樣，在遠端就可通過網(wǎng)絡訪問到當?shù)氐牧髁坑嫽蛄髁坑嬎銠C，對其進行檢查、維護或修改配置等。按照國家相關規(guī)定，具備遠程維護能力的流量計，其檢定周期可以適當延長，從原來的兩年一檢延長到六年一檢，這樣就可大大減少設備維護工作量。