天然氣計(jì)量中超聲波流量計(jì)的應(yīng)用

天然氣計(jì)量中超聲波流量計(jì)的應(yīng)用【摘要】天然氣是現(xiàn)代人生活、工作中的主要能源，人們需要付費(fèi)使用，這時(shí)為了保障天然氣繳費(fèi)額準(zhǔn)確，就需要對(duì)天然氣的用量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，再根據(jù)計(jì)量結(jié)果與單價(jià)進(jìn)行計(jì)算即可。在這種情況下，如何保障天然氣用量計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確性就成為了一項(xiàng)值得思考的問題，若計(jì)量準(zhǔn)確性不足，就可能導(dǎo)致天然氣企業(yè)受到經(jīng)濟(jì)損失，也可能導(dǎo)致用戶受到經(jīng)濟(jì)損失。面對(duì)這一問題，超聲波流量計(jì)給出了解決方案，正確使用超聲波流量計(jì)能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量，其準(zhǔn)確程度可達(dá)0.5級(jí)，滿足當(dāng)下要求，這時(shí)為就有必要對(duì)超聲波流量計(jì)的正確應(yīng)用方式進(jìn)行研究。【關(guān)鍵詞】超聲波流量計(jì)；天然氣計(jì)量；準(zhǔn)確計(jì)量0.引言本文為了了解超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用情況將展開研究，主要論述天然氣計(jì)量中常見的流量計(jì)，隨后對(duì)比各類流量計(jì)，論述超聲波流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，最后提出超聲波流量計(jì)應(yīng)用要求。依照要求應(yīng)用超聲波流量計(jì)，可充分發(fā)揮其作用，保障計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確。天然氣計(jì)量中常見的流量計(jì)與超聲波流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)1.1常見流量計(jì)目前，天然氣計(jì)量中常見的流量計(jì)是渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)，兩種流量計(jì)的特征為：（1）渦輪流量計(jì)屬于速度式流量計(jì)，即這種流量計(jì)能夠采集天然氣流速，再將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)速又會(huì)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)與天然氣流量成正比，因此讀取電信號(hào)就能得知天然氣的流量，基本原理為依照電信號(hào)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)、累積脈沖數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換運(yùn)算，可知天然氣的瞬時(shí)流量、累積流量。渦輪流量計(jì)在應(yīng)用中具有精度高、流通性強(qiáng)的特征，但非常容易受到氣體純凈度的影響而出現(xiàn)不精確的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如天然氣中夾雜了較多的細(xì)小顆粒，顆粒不僅會(huì)導(dǎo)致流速異常，還會(huì)對(duì)渦輪流量計(jì)內(nèi)的軸承造成損傷；（2）超聲波流量計(jì)屬于時(shí)差式流量計(jì)，由流量表、電子傳感器、微處理器、超聲換能器組成，應(yīng)用中先通過電子傳感器去采集天然氣流動(dòng)過程中超聲波脈沖順流、逆流的傳播時(shí)差，依照時(shí)差可計(jì)算出天然氣的流速，根據(jù)流速可知流量，其中超聲換能器主要負(fù)責(zé)將傳感器采集到的電信號(hào)格式信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，隨后傳輸給微處理器，微處理器負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換計(jì)算，計(jì)算結(jié)果將通過流量表展示。超聲波流量計(jì)在應(yīng)用中具有量程寬、無機(jī)械可動(dòng)部件、耐腐蝕性強(qiáng)、維護(hù)要求小的特征，且沒有明顯缺陷，但單價(jià)較高［1］。1.2超聲波流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)一般用于比較天然氣流量計(jì)優(yōu)劣的兩大指標(biāo)為測(cè)量范圍與測(cè)量結(jié)果精度，因此本文將根據(jù)這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)渦輪流量計(jì)、超聲波流量計(jì)進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果論述超聲波流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。首先在測(cè)量范圍指標(biāo)上，本文主要將兩種流量計(jì)安裝在大管徑的天然氣管道內(nèi)，以恒定的始動(dòng)流量0.7m3/h向管道內(nèi)供給天然氣，隨后觀察兩種流量計(jì)的測(cè)量范圍。其次在測(cè)量范圍的測(cè)試方法下，同步統(tǒng)計(jì)兩種流量計(jì)的測(cè)量精度，依照規(guī)范等級(jí)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，在測(cè)量范圍指標(biāo)上，渦輪流量計(jì)為20m3/h~4003/h，超聲波流量計(jì)為2m3/h~3003/h，該指標(biāo)渦輪流量計(jì)更加優(yōu)秀；在測(cè)量結(jié)果精度指標(biāo)上，渦輪流量計(jì)為1.0級(jí)別，超聲波流量計(jì)為0.5級(jí)，該指標(biāo)超聲波流量計(jì)更加優(yōu)秀?？梢钥闯觯瑴u輪流量計(jì)與超聲波流量計(jì)各有優(yōu)劣，但超聲波流量計(jì)的高精度等級(jí)在天然氣計(jì)量中更為重要，同時(shí)超聲波流量計(jì)使用壽命更長，使用效果也更加穩(wěn)定，固超聲波流量計(jì)至少在天然氣計(jì)量中優(yōu)于渦輪流量計(jì)。超聲波流量計(jì)的應(yīng)用要求2.1超聲波流量計(jì)選型要求因?yàn)槌暡髁坑?jì)具有泛用性，并不是只能應(yīng)用于天然氣計(jì)量中，所以市面上有很多不同規(guī)格、不同性能的超聲波流量計(jì)，如果錯(cuò)誤選擇就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失準(zhǔn)，甚至無法測(cè)量，因此在超聲波流量計(jì)應(yīng)用中要做好選型工作。以生活天然氣供給為例，一般情況下生活天然氣供給的流速為0.3m/s?30m/s，因此在選擇超聲波流量計(jì)要觀察選擇對(duì)象的可測(cè)流量范圍，可測(cè)流量范圍必須大于天然氣供給流速［2］。2.2正確安裝超聲波流量計(jì)安裝方面，首先要正確選擇流量計(jì)安裝位置，即該流量計(jì)不能安裝在頻繁振動(dòng)，或存在強(qiáng)電磁、強(qiáng)電子干擾的位置上，根據(jù)這些要求即可正確選擇流量計(jì)安裝位置。其次就要根據(jù)要求進(jìn)行安裝，具體要求為：（1）關(guān)閉天然氣管道，確保管道停運(yùn)后進(jìn)行超聲波流量計(jì)安裝，安裝是要采用兩路支線方案，采取切換安裝方法進(jìn)行；（2）安裝時(shí)超聲波流量計(jì)的電子傳感器尺寸必須與管道內(nèi)直徑保持一致，最大允許誤差值為±1%；（3）安裝過程中建議盡可能讓超聲波流量計(jì)電子傳感器保持水平45°，這樣做能后避免天然氣內(nèi)顆?；蚩諝鈱?duì)換能器聲波表面造成干擾。同時(shí)，如果是在天然氣含液體量較多的管道內(nèi)進(jìn)行安裝，這超聲波流量計(jì)本身與計(jì)量管的安裝位置不得低于上下游管道，這樣能讓天然氣內(nèi)的液體不會(huì)與超聲波流量計(jì)接觸，能避免天然氣液體在超聲波流量計(jì)上積累，具有保護(hù)超聲波流量計(jì)的作用⑶；（4）天然氣管道的上下游必須要具有直管段，上有直管段標(biāo)準(zhǔn)為＞10D、下游直管段標(biāo)準(zhǔn)為＞5D；（5）超聲波流量計(jì)不能安裝在管道的阻力構(gòu)件上，最好不要與這一類構(gòu)件有接觸，諸如管道的彎頭、閥門、變徑處等，最佳位置為垂直管道。但在垂直管道中安裝時(shí)，超聲波流量計(jì)的換能器所處位置必須是上游彎管的彎軸平面內(nèi)，否則超聲波流量計(jì)無法獲得彎管流場(chǎng)畸變后較接近的平均值，不利于測(cè)量結(jié)果；（6）超聲波流量計(jì)的換能器不可以與管道的接口、焊縫處接觸，否則換能器不能正常運(yùn)作；（7）換能器安裝位置的管道壁不能太厚、不能存在間隙；（8）要使用良好耦合劑來安裝超聲波流量計(jì)的換能器，確保換能器的工作面與管輸器壁緊密連接，兩者之間不能存在顆粒與空氣，否則超聲波傳輸會(huì)出現(xiàn)較大誤差，得不到準(zhǔn)確結(jié)果。2.3做好供銷差統(tǒng)計(jì)因?yàn)槌暡髁坑?jì)在長期使用中難免會(huì)出現(xiàn)偏差或問題，所以一定會(huì)出現(xiàn)計(jì)量上的誤差，這是不可避免的現(xiàn)象，而誤差的存在會(huì)不斷加大供銷差，容易造成經(jīng)濟(jì)損失。在這一條件下，可以反過來利用供銷差去判斷超聲波流量計(jì)當(dāng)前是否存在偏差與問題，即定期對(duì)供銷差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，若供銷差的差距超過標(biāo)準(zhǔn)，就說明超聲波流量計(jì)存在偏差或問題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種情況時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)超聲波流量計(jì)進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)工作主要內(nèi)容有：（1）檢查超聲波流量計(jì)換能器安裝位置的內(nèi)壁是否生銹，若發(fā)現(xiàn)銹跡要及時(shí)清理；（2）觀察超聲波流量計(jì)換能器表面是否有異物，若有異物要及時(shí)清理；（3）查看超聲波流量計(jì)信號(hào)處理單元的狀態(tài)、聲道、零流量測(cè)量結(jié)果是否存在異常，發(fā)現(xiàn)任意異常均要第一時(shí)間送去維修[4]結(jié)語超聲波流量計(jì)可以準(zhǔn)確計(jì)量天然氣用量.為了發(fā)揮超聲波流量計(jì)的全部作用，在應(yīng)用中必須依照相關(guān)要求做好超聲波流量計(jì)選型、安裝、維護(hù)工作。可確保天然氣計(jì)費(fèi)準(zhǔn)確，維護(hù)天然氣企業(yè)與用戶的權(quán)益?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】焦永興，李華.超聲波流量計(jì)在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用及存在問題分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（6）:251-25