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氣體超聲流量�
閱讀�5999時間�2011-02-15 23:45:41

  氣體超聲流量�是一種利用超聲波速差法原理,檢測計量氣體流量的過�控制儀�,由于檢測無壓損、精度高�傳感��(jié)�(gòu)簡單,并且不受流體物理化�(xué)性質(zhì)的影�,近年來得到了廣泛的�(yīng)��

�(yīng)用現(xiàn)狀

  科學(xué)技�(shù)的發(fā)展和流量測試技�(shù)研究的深�,近幾年來氣體超聲流量計的問世引起了流量界廣泛的興趣。美國AGA�1998年發(fā)布了AGA9號報告《用多聲道超聲流量計測量天然氣流量�;之后不久ISO于同�12月也�(fā)布了ISO/TR-12765《用時間傳播法超聲流量計測量封閉管內(nèi)的流體流量》技�(shù)報告。為了適�(yīng)我國西部天然氣開�(fā),滿足西氣東輸工程的要求,我國于2001年內(nèi)編制了GB/T 18604《用氣體超聲波流量計測量天然氣流量》的國家�(biāo)�(zhǔn)。同�,為了驗證該類型流量計的性能,西南油田分工司率先首批有針對性地引進了國外二個公司的超聲流量計產(chǎn)�,并在華陽天然氣流量測試中心,對其性能進行了系�(tǒng)測試,之后在典型站場上進行了工�(yè)性試�,為今后該類型流量計在我國天然氣�(lǐng)域中的推廣使用提供了寶貴�(jīng)驗�

  �(zhǔn)確地進行天然氣流量測量是企業(yè)部門進行�(jīng)濟分�,降低運行成本的�(guān)鍵一�(huán),直接地影響著一個企�(yè)的經(jīng)濟效�,倍受供需雙方�(guān)注。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)性強的流量計來測量天然氣流量,以維護企業(yè)的利�。超聲流量計自投放市場以�,與目前其他類型流量計相�,顯然有著更多更好的性能特�,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�,作為貿(mào)易計量,�(yīng)用效果已得到證實。最近二、三年來,我國先后從國外引進了超聲流量計約30�,西南油田分公司占三分之一。據(jù)不完全統(tǒng)�,我國目前所使用的超聲流量計約占世界使用量的5%,可見我國流量界是相�(dāng)�(guān)注這一新型流量儀表。目�,正在擬建中的新疆輪南至上海的西氣東輸工�,貿(mào)易計量的流量計為超聲流量計,口徑DN250~300mm;中小型站場選用DN50~200mm渦輪流量計。隨著我國天然氣工業(yè)的發(fā)�,超聲流量計在天然氣工業(yè)�(lǐng)域中的應(yīng)用前景看��

原理

  氣體超聲流量計的測量管段上裝有一對或多對超聲換能�,超聲換能器交替�(fā)射和接收超聲�,采用超聲波檢測技�(shù),通過測量超聲波沿氣流順向和逆向傳播的聲速差,以及測量管段的流體壓力和溫�,包括氣體摩爾組�,計算出氣體流速及�(biāo)�(zhǔn)狀�(tài)下氣體的流量�

面臨的問�

  任何一種新型流量計多獲得工�(yè)化應(yīng)用和�(rèn)可都要歷�(jīng)一個相�(dāng)長的過程,這也就意味著人們一方面對它的認(rèn)識,另一方面流量計本身與�(yīng)用中所暴露出來的問�,能否得到滿意的解決。就超聲流量計而言,仍有一些實際使用中的工作需要做,超聲流量計工業(yè)化試驗試用還需要進一步開展。盡管目前發(fā)布有AGA N09號報�,ISO�(fā)布有TR12765技�(shù)文件,我國也制定了相�(yīng)的GB/T18604�(biāo)�(zhǔn)。從工業(yè)化,�(biāo)�(zhǔn)化應(yīng)用角度來�,氣體超聲流量計要獲得工�(yè)上廣泛應(yīng)�,還�(yīng)�(dāng)解決以下四個方面問��

  針對工業(yè)流場上游�(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計上游直管段長度�

  操作壓力、溫度及氣體組分的變化對流量測量影響及校正辦��

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

  探頭電氣特性的�(wěn)定性及探頭的互換性等�

使用要點

  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、油污、銹�、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�,在站場工藝�(shè)�、施工和日常使用時應(yīng)注意以下幾個方��

 ?�?)努力創(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�、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)�(biāo)�(zhǔn)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)驗。目前國�(nèi)對天然氣長輸管道進行整體干燥的不是很多,且規(guī)范中也使用“宜”字,對是否進行干燥并沒有做硬性規(guī)�。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�,超聲波流量計對水分是相�(dāng)敏感�,因此進行管道干燥是非常必要的�

 ?�?)分離系�(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�(fēng)式分離器,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(yán)重降低分離器的分離效�,在站場�(nèi)�(shè)置分離器時,不管是旋�(fēng)�,還是過濾分離式,都�(yīng)考慮在分離器前加一級液�(tài)水處理裝置,將從管道�(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�,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�。但由于種種原因,很可能造成排污不及�,積液器中的污水已滿,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�。若要從根本上解決這個問題,消除人為因素的影�,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�(dāng)加大�

 ?�?)投�(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�,先將過濾分離器的濾芯抽�,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�

  �5)滿足氣體超聲波流量計的安裝要求。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�(yán)格執(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)�,孔板流量計和調(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(yán)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。所以,若選用氣體超聲波流量�,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��

 ?�?)氣體超聲波流量計的�(biāo)定選用在線標(biāo)�。氣體超聲波流量計的精度受安裝環(huán)境的影響很大,已�(biāo)定合格的氣體超聲波流量計安裝到現(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�。所�,在站場工藝�(shè)計上,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,標(biāo)定單位可將標(biāo)定車開到�(xiàn)�,將�(biāo)定車上的�(biāo)�(zhǔn)表與�(xiàn)場的流量計串接起來即可完成流量計的標(biāo)�。目前國�(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�。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��

 ?�?)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度,將會影響到流量計的計量精�,這就需要及時進行清洗�

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