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淺析超聲流量計在天然氣計量中的具體應用

淺析超聲流量計在天然氣計量中的具體應用

產品說明:超聲流量計便是一種較為有效的方法,在長期的發展過程中得到較為廣泛的應用。本文將結合實際情況對超聲流量計在天然氣計量中的具體應用進行詳細分析,以期為今后開展相關工作提供參考經驗。

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 摘 要:隨著天然氣在我國使用范圍的逐漸擴大,各個地區均開始思考如何采取有效措施來實現對天然氣的有效計量,以保證天然氣使用的有效性與安全性。超聲流量計便是一種較為有效的方法,在長期的發展過程中得到較為廣泛的應用。本文將結合實際情況對超聲流量計在天然氣計量中的具體應用進行詳細分析,以期為今后開展相關工作提供參考經驗。

 
目前,天然氣在我國國內已經呈現出較為迅猛的發展態勢,在社會生產的各個行業中均有涉及,而超聲流量計作為一種計量部件,因其具有精準度高、測量范圍廣、重復性好、無可動部件、適用范圍廣等諸多特點,故成為我國大口徑天然氣長輸管道計量中所較常應用的流量計,并且取得較為良好的效果。然而,在實際使用的過程中仍然存在較多問題,需要相關
部門在使用過程中定期對其進行檢修,排除一切干擾因素,只有這樣才可以在最大程度上保證超聲流量計使用的準確性。
 
1 超聲流量計的工作原理
超聲流量計在實際使用的過程中具有多種不同的方式,這種計量方法通常是被應用于天然氣高精度流量的測量中。這種儀器在使用中通常是在管壁上安裝一對斜角為j的超聲換能器,這兩個換能器同時和定時向對方發射和接受對方的超聲信號,以此來完成相關的計量工作 [1] 。在實際測量的過程中需要保證流通通道沒有障礙,適用于一些難度相對較大的大口徑測量的情況,并且可以充分發揮自身的優勢。而超聲信號在傳遞過程中通常會受到管道中介質的影響,這就需要在測量中針對具體的測量對象,采用不同的方法方式,以保證測量工作的穩定性。一般情況下,超聲流量計的計量方式主要可以分為三種,第一種是時差法 [2] 。該種方法在實際應用的過程中,主要是利用順利傳播時產生速度差異而形成的時間差來計算流體的速度。在這一過程中,一方的超聲信號在兩個聲波發送器和接收器之間來回傳遞,并且會與管道呈現出固定的一個夾角,而在傳遞過程中下游聲波會受到流體作用的影響,出現速度加快的情況,而上游則是會有相應的延遲,通過這種方式可以實現對管道內流體的有效計量。第二種是相位差法。時差的出現通常會引起一定的相位差,通過對相位差的計量可以推測出流體的流量。在聲波沿著管道的軸線方向進行傳遞的過程中,通常會受到流體因素的影響,因而在下游聲波的傳播方向會有所偏離。偏離的聲波方向則會與流速呈現出正相關關系,從而實現對流體的有效計量。第三種是頻差法。在超聲波傳遞的過程中,若是流體出現不均勻的情況,聲波就會隨著這種不均勻狀況而出現散射現象。若是流體和發送器之間存在相對運動,則發送信號在經過散射后被接收器所接收到的信號會出現多普勒頻移,而利用這種方式也可以實現對流體的有效計量。
 
2 超聲流量計在天然氣計量中的具體應用
超聲流量計是科技發展下所產生的一種新型天然氣計量方式,不僅可以增加測量的準確性,同時還可以有效提高天然氣計量的精度,因此被廣泛應用至天然氣計量中。與傳統的孔板、渦輪流量計相比,這種新型的計量方式具有明顯優勢。首先是適用于各種管徑的氣體流量測量,測量精度較高,并且可以根據實際情況進行重復或者多次測量,受沉積物、濕氣的影響相對較小,為超聲流量計的廣泛應用奠定了有力基礎。
 
在實踐的過程中,超聲流量計通常是被應用在管徑較大的天然氣計量中,主要是由于其成本相對較高,在引進該項技術初期,通常只被應用于大管徑天然氣輸送管道計量中,例如在西氣東輸工程中,全程4200km的輸送管道中,各級門站、分輸站、儲氣庫、LNG氣化站等,均是采用超聲流量計這種新型計量方式,而隨著科技的進一步發展,這種計量方式也逐漸被應用至城市天然氣輸送管道中。與傳統計量方式相比,這種計量方式的影響因素相對較小,且準確性較高,加之城市天然氣管道分布較為零散,因此在各個分散的用氣點均需要使用分表計量,從而有效提高超聲流量計計量的準確性。目前,若是按照適用范圍進行劃分,則超聲流量計大致可以劃分為以下幾種:
 
第一,適用于高壓氣體流量計量中的流量計;第二,適用于貿易計量的Q型超聲流量計;第三,適用于生產過程氣體流量計量的流量計;第四,適用于火炬氣體流量計量的流量計。這充分說明了超聲流量計應用的廣泛性。雖然,適用于不同范圍的超聲流量計,其安裝細節會存在一定的差異,但是從整體上而言,其原理相同,需要安裝工人與技術人員格外注意。
 
3 超聲流量計的故障問題及處理方式
隨著目前天然氣使用范圍的進一步擴大,天然氣計量的準確性也需要得到進一步提升,以充分保證天然氣使用的安全性,同時也可以實現對天然氣的實時動態控制。超聲流量計作為一種較常應用于大口徑天然氣輸送管道氣體計量的專用設備,在使用過程中難免會出現各種故障,而在故障產生后相關技術人員也需要在第一時間內做出正確反應,并對其進行有效處理,為天然氣計量工作的順利進行奠定有力基礎。
 
首先,若是在天然氣計量的過程中出現流量計不顯示,而天然氣卻是始終處于流動狀態的情況,則故障的原因極有可能是因為顯示單元損壞,除此之外還有可能是因為保險絲出現斷裂,而接口之間因接觸不良所產生的后續問題也會導致這一情況 [5] 。因此,技術人員在對天然氣管道內氣體進行測量時,必須要做好事前的檢查工作,而在檢查過程中主要是對控制器顯示是否正常進行檢查,若是存在故障代碼,則是需要對其進行調整,同時使用更為專業的歐姆表對各個接口和保險絲是否存在問題進行檢查,若是存在不合格的情況,應在第一時間進行更換,以保證天然氣計量的準確性。
 
其次,在天然氣計量的過程中難免會出現計量偏差的情況,若是偏差數值處于較小的一個范圍內,則屬于正常,若是偏差值相對較大,則有可能是因為管道狀態不符合標準,產生這種情況的主要原因是由于在天然氣管道內部存在較多雜質,而這些雜質通常是附著在管道內壁,進而導致超聲流量計計量出現一定偏差,無法保證計量的準確性。針對這一情況,技術人員應注意對管道材料、管內壁、管壁厚度等方面進行全方位的檢查,檢查其是否符合標準,在此基礎上,還應該結合實際情況,定期對管道內部的雜質、銹蝕層等進行清理,以防止內徑、面積出現減小的情況而影響到超聲流量計的計量工作。除此之外,還需要對管道內堆積物進行清理,以保證天然氣可以均勻流動 [6] 。
 
最后,若是從理論上進行分析,在天然氣處于靜止狀態時,超聲流量計所顯示的數值應為零,然而在實際應用的過程中,超聲流量計所顯示的數值有時會不為零。產生這一情況的主要原因較多,例如閥門沒有關緊,若是閥門沒有關緊,則在管道內部會因對流而引起零點設置缺陷,這一缺陷便會造成超聲流量計出現不為零的情況。針對這一情況,技術人員在進行維修檢查的過程中就應對閥門是否被完全關閉進行檢查,另外對于管道內部的溫度也應該進行檢查,以防止在超聲流量計計量過程中出現對流情況,以保證計量的準確性。
 
4 結語
綜上所述,目前隨著天然氣應用范圍的進一步增加,其計量方式也有了較大程度的改善,而超聲流量計因具有精準度高、結實耐用、維護工作量小等諸多優勢,逐漸成為現階段天然氣計量中所采用的首選方式,在一定程度上為天然氣計量工作的順利開展提供了充足的保障。在這樣的條件下,天然氣計量工作質量將會得到進一步提升,針對超聲流量計在使用過程中可能出現的各種問題,也應及時制定有效的解決措施,并且逐漸完善,從而有效提高天然氣計量工作的質量,為今后進一步完善與發展該項工作打下堅實基礎。