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超声波流量计在天然气计量中的应用探析
发布日期：2022-03-30 来源：陕西省天然气股份有限公司 作者：郭卫涛 浏览次数：
【导读】：本文主要目的是探析超声波流量计在天然气计量中的应用。首先来分析超声波流量计的相关概述性内容，在此基础上，分析超声波流量计的运作依据，从而进一步探讨影响超声波流量计在天然气计量中应用的因素有哪些，最后在具体分析超声波流量计在天然气计量的应用策略。......
摘要：本文主要目的是探析超声波流量计在天然气计量中的应用。首先来分析超声波流量计的相关概述性内容，在此基础上，分析超声波流量计的运作依据，从而进一步探讨影响超声波流量计在天然气计量中应用的因素有哪些，非常后在具体分析超声波流量计在天然气计量的应用策略�；诖�，本文通过对超声波流量计在天然气计量中的具体应用进行简单的分析，保证检测结果的精准性，希望能给相关人士提供一定的理论参考。
天然气是一种高效、清洁燃料和优质化工原料，随着天然气资源勘探开发工作的日益普及，对于天然气需求量也顺势增加，在一定程度上对天然气的计量工作也提出更为严格的要求。现阶段，在天然气计量中应用非常多的就是超声波流量计，它的使用需要严格的操作流程，因其自身稳定性强、适应性高、操作简单的基本特征，将其应用到天然气计量工作中，在天然气的运行管道中安装一对可以接受超声波信号的换能装置，对气体流速进行精准的测量。
1 、超声波流量计的相关概述性内容分析
和孔板流量计、涡轮流量计等传统流量计进行对比分析，超声波流量计具有测量管径大、测量范围宽泛、不受流体参数的影响、支持双向计量等优势；但是它存在一系列的不足之处，具体来说：传感器的安装、直管段要求都比较严格；检定有一定的难度；交叉干扰很容易影响测量的结果。
超声波流量计计量系统包括超声波流量计及其所配套的流量计算机。流量计结构包络流量计主体、超声换能器、信号处理单元。超声波流量计和流量计算机配套使用，可以保证测量得出的工况流量加以显示、修正、转换，非常终获得工况流量，及时反映流量计的故障以及相关的报警信息，保证计量系统的精准性，具体包括正常测量模式、诊断模式、故障模式。
2 超声波流量计的运作依据分析
超声波流量计采用超声波检测技术测定气体流量，借助脉冲线路开展具体的运作活动，声音脉冲朝着线路起始点和结尾点运作。如果线路中没有任何气体运作，声音传播速率以同样的波速朝着起始点和结尾点进行传播。如果线路中气体运作速度为零，朝着气流一面脉冲运作速度加快，逆流脉冲运作速度较低。因此，脉冲如果朝着逆时针方向运转过程中，声道运作速度会持续增长，脉冲也会加大，大概有2个气流运作速率系数[1]。朝着逆流管道的一边，声道速率明显减少，脉冲也随之缩减。出现这样的情况，是因为逆流脉冲需要去掉一个脉冲速率分量数值，不管是增加还是减少，借助超声波流量计进行适当的统计、计算，保证天然气运作速率统计结果的精准性。
超声波流量计设备主要设置在一个弧形设备外侧，在管道线路中没有任何的遮蔽物，在具体运作过程中，将其布满到整个运作线路，具有流动性的直流按照管道线路进行运作，结合气流强弱、大小数值单一检修统计具有一定的狭隘性质，所以超声波流量计统计被广泛的应用。超声波流量计在天然气计量中的应用，在保证恒定数值不变的基础上，开展相应的计量工作。这样的运作模式，保证测量结果更加精准，实现时间估量的真实性，因为扩散时间、气流运作速度、流速运作稳定性之间建立密切的联系，所以，保证监测流量速度的精准性，才能保证非常后天然气计量工作的精准性，更为切合具体的计量数值。
3 超声波流量计在天然气计量中的影响因素
将超声波流量计具体应用到天然气计量中，因为其本身的工作原理，会受到噪音、脏污、温度、压力等因素的影响，导致计量结果不太精准。非常好，噪音。在天然气计量过程中，噪声的来源是经过天然气管道的高速气流、突出的探头、整流器，另外，流量调节阀或者压力也会产生噪音。噪音的影响，给天然气计量带来的误差非常高可以达到2%，直接影响天然气计量的精准性。
第二，温度和压力。超声波流量计系统的组成有流量计、温度变送器、压力变送器、流量计算机和在线组分分析仪等等，对此，在天然气计量过程中，将组分和压力、温度分别输入其中，通过流量计算机将工况流量转化计算成用于贸易的体积量[2]。因此，压力和温度要精准的测量，保证计量的精准性。
第三，脏污。天然气中含有水、油、硫化铁粉末或者其他的脏污，带有脏污的天然气在流过超声波流量计时，脏污会在管道内壁和超声波探头上堆积，严重影响超声波流量计的计量精准性。
4 、超声波流量计在天然气计量中的具体应用
随着现代化科学技术的发展，超声波流量计作为一种全新的天然气计量方式，在精度、准确性等方面都高于其他传统的天然气计量方式，在现代化的天然气计量工作之中具有非�？矸旱挠τ眯Ч�。
（1）应用范围
在应用范围方面，超声波流量计适应全部的管径气体流量，具备更高的测量精准性，所以，超声波流量计在实际的天然气生产过程中具有更高的应用效果。在实际的天然气工作过程中，超声波流量计应用于大管径的天然气计量工作中，归根结底，是因为超声波流量计的成本较高。在具体的天然气生产过程中，超声波流量计主要应用于大管径的天然气输送管道中，比如：在西气东输工程中，在4200km长的输送管道中，各级的管道门站、储气库，分输站以及LNG气化站等对于天然气的计量工作都使用超声波流量计的测量手段。
超声波流量计具体应用在我们国家城市天然气的管道输送中。和传统的涡轮式计量方式进行对比分析，超声波流量计可以有效的避免大部分影响因素的效果，促使其测量的结果更为精准化。根据我们国家城市天然气管道的零散分布的基本特征，在各个用气点都应该安装分表，以此来进行计量，提高超声波流量计测量结果的精准性。
将超声波流量计具体应用到天然气计量工作中，按照其使用范围具体分为不同的类型，其一，应用于高压的气体流量计量的流量计；其二，Q型超声波流量计，主要应用于贸易计量；其三，流量计应用于气体流量的生产过程中； 其四，主要应用于火炬气体流量的流量计。根据流量计的使用范围不同，流量计也存在一定的差异，足以体现流量计的应用范围的宽泛性。不同的流量计在安装方式和运行方式上有所不同，安装原理比较相同，这就需要相关工作人员要对此进行多加防范。
（2）误差的处理
在天然气计量工作中的数据存在误差也是比较常见的情况，如果数据的误差范围比较小，就可以看作是正常的工作误差，相关工作人员不需要对其进行有效的处理；相反地，如果误差较大，就说明管道状态出现异常，不符合国家规定的相关标准导致的。归根结底，是因为在天然气管道内部存在很多杂质，严重影响超声波流量计的准确性。为了解决其存在的问题，就需要相关技术人员定期对天然气管道内部的材料、管道壁以及管壁厚度等参数进行全面的检查，保证天然气管道内部的环境适合超声波流量计的基本需求，不会影响任何计量结果。
另外一方面，为了减少杂质和附着物对于天然气计量工作准确性的影响，相关工作人员还需要及时清理内部的杂质，减少给超声波流量计带来的不利影响，保证天然气管道内部气体流通的顺利性。
5 、超声波流量计在天然气计量中的检定
超声波流量计能够对天然气流量进行精准的计量，一定要保证流量计的正常使用，所以，需要对超声波流量计进行有效的检测。
对于超声波流量计的检定，需要选择专业资质的检定单位，现阶段，我们国家具有检定资质的单位有国家是由天然气大流量计量站、国家站、成都以及重庆的天然气分站。对于超声波流量计的检定主要应用在线实流检定和离线实流检定。通常条件下，对超声波流量计进行在线实流检定需要更高的设备和环境要求，但是满足这些条件比较困难。但是现在，超声波流量计检定是借助离线实流检定，但是，在线实流检定的送检成本更大、检测更为精准性，所以，在日后的检定工作中，在线实流检定具有十分广阔的发展前景，尤其是在交通条件更为便利的地区已经实现了在线实流检定。
《超声波流量计检定规程》中对超声波流量计的检定周期进行更为全面的规定，比如：在超声波流量计中，如果具有自行诊断和报警的功能，那么超声波流量计的检定周期可以延长至1—6年，基于此，超声波流量计的研究机构在对其诊断和报警的技术进行精准的研究，很容易延长检定周期，降低检定成本。
6 结束语
超声波流量计的安装操作比较简单，具有十分宽泛的测量范围，不会因为节流装置的几何变化而影响流量计的特征变化，保证天然气的计量获得更高、更远的发展。但是，超声波流量计很容易受到外界因素的干扰，比如：噪声、温度、压力等，严重影响超声波流量计的准确计量。因此，结合天然气计量的使用情况，选择非常为合适的超声波流量计，精准测量，避免沉积物等影响天然气计量的结果，非常终保证测量结果的真实性、精准性。
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