大慶油田設(shè)計院

氣體超聲流量計的現(xiàn)場核查

陳立 肖迪大慶油田設(shè)計院

針對氣體超聲流量計，我國頒布了相應(yīng)的國家標準和檢定規(guī)程，明確了氣體超聲流量計使用、安裝及周期檢定等方面的技術(shù)要求。氣體超聲流量計的現(xiàn)場核查方法主要包括標準表法、在線檢定法和聲速檢驗法。隨著壓聲學技術(shù)的運用和流量電子處理技術(shù)的發(fā)展，超聲流量計現(xiàn)場監(jiān)測手段不斷完善，使超聲流量計通過現(xiàn)場診斷實現(xiàn)在線核查在技術(shù)上成為可行?；诼曀贆z驗法判定原理，可建立一個集計量數(shù)據(jù)監(jiān)視、自動診斷、流量核查、數(shù)據(jù)處理等功能為一體的遠程計量診斷平臺，實現(xiàn)對全線超聲流量計的遠程監(jiān)控和維護。

天然氣流量；氣體超聲流量計；核查；聲速檢驗

氣體超聲流量計由于其具有測量精度高、量程比大、無壓損、無可動部件、安裝使用方便、維修費用低等諸多優(yōu)點，目前已成為中國天然氣貿(mào)易交接計量中最主要的流量計。在新建天然氣貿(mào)易計量站中，DN100mm及以上口徑流量計基本上都選用超聲流量計。

針對氣體超聲流量計，我國頒布了相應(yīng)的國家標準和檢定規(guī)程，明確了氣體超聲流量計使用、安裝及周期檢定等方面的技術(shù)要求。

氣體超聲流量計的現(xiàn)場核查方法主要包括標準表法、在線檢定法和聲速檢驗法。

1 標準表法

近幾年，新建天然氣流量計量站大多采用多用一備計量管路，通過工藝流程的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)每臺在用流量計與備用流量計的串聯(lián)連接，通過比較累計標準體積量，能夠判斷流量計計量是否準確。

作為標準表使用的備用流量計，應(yīng)具備有效的檢定證書，準確度等級不低于在用流量計，且不宜長時間連續(xù)使用，以避免其計量性能發(fā)生變化。

除了多用一備計量管路，一對一實時比對的現(xiàn)場核查方式也比較常見。

采用現(xiàn)場核查方式，實時核查流量計與在用流量計進行比對，由于介質(zhì)溫度、壓力一致，可以采用工況體積量進行比較。一般情況下，需要建立在用流量計與核查流量計的量值對應(yīng)關(guān)系曲線，一旦流量比對偏差超過控制范圍，說明在用流量計或者核查流量計的計量系統(tǒng)發(fā)生異常，需要排查原因。這種方法簡單直觀，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，避免產(chǎn)生計量糾紛。

采用標準表法進行現(xiàn)場核查，設(shè)計、改造成本較高，運行時要尤其注意防止內(nèi)漏，在閥門型式的選擇上要慎重。在采用標準表法對系統(tǒng)進行核查前，還應(yīng)先對壓力變送器、溫度變送器、信號通道、在線氣相色譜進行核驗，以確認各分量均處于正常計量狀態(tài)。

2 在線檢定法

部分天然氣流量計量站還設(shè)計預(yù)留了在線檢定接口，可以將移動式流量標準裝置串聯(lián)在被檢流量計的下游，通過比較被檢流量計與標準器的量值，可以判斷出流量計的計量性能，該方法能真實地反映出氣體超聲流量計在安裝條件下的計量性能。

采用在線檢定法的計量場站在設(shè)計時需要充分考慮移動式標準裝置的轉(zhuǎn)彎半徑、安裝空間以及交通道路條件，其場地征用費用相對較高，且檢定費用較高。

3 聲速檢驗法

近年來，隨著壓聲學技術(shù)的運用和流量電子處理技術(shù)的發(fā)展，超聲流量計現(xiàn)場監(jiān)測手段不斷完善，使超聲流量計通過現(xiàn)場診斷實現(xiàn)在線核查在技術(shù)上成為可行。目前，大部分流量計生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的超聲流量計都已具備了監(jiān)測流量計每一聲道信號的增益值，每一聲道接收信號的百分比，每一聲道的信號噪音比的功能，并能測量出每個聲道的聲速值，總的聲速值，每個聲道的流速值及通過流量計的平均軸向流速值。依據(jù)這些信號參數(shù)，能夠判斷出流量計的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對超聲流量計在使用過程中進行檢驗。

3.1測量條件

（1）氣體流動條件。測量管道內(nèi)的氣體流動平穩(wěn)，溫度分布均勻。氣體流速不低于流量計分界流量對應(yīng)的流速。

（2）環(huán)境條件。環(huán)境溫度、濕度和大氣壓力應(yīng)滿足測量儀表正常工作要求。

（3）聲速計算軟件。理論聲速計算軟件程序應(yīng)采用A.G.A.Report No.10提供的計算方法，過程參數(shù)和計算結(jié)果應(yīng)滿足A.G.A.Report No.10提供的程序校驗要求。標準聲速計算軟件應(yīng)經(jīng)過國家法定計量機構(gòu)或授權(quán)法定計量機構(gòu)的認證。

（4）氣體組成測量。氣體組分分析方法、使用的標準氣體和取樣方法應(yīng)符合GB/T 13610和GB/T 13609標準的要求，推薦采用在線色譜儀分析氣體組成數(shù)據(jù)。色譜儀應(yīng)具備有效的檢定證書。

（5）壓力測量。使用的壓力測量儀表應(yīng)符合GB/T 18603的要求，測量準確度應(yīng)優(yōu)于0.2%，具備有效的檢定證書。單次測量壓力波動值不超過±0.5%。

（6）溫度測量。使用的溫度測量儀表應(yīng)符合GB/T 18603的要求，準確度應(yīng)優(yōu)于0.2%，具備有效的檢定證書。單次測量溫度變化不超過±0.5℃。

3.2技術(shù)要求

氣體超聲流量計開展聲速檢驗應(yīng)滿足表1的要求。

表1 超聲流量計聲速測量技術(shù)要求

基于聲速檢驗法判定原理，可建立一個集計量數(shù)據(jù)監(jiān)視、自動診斷、流量核查、數(shù)據(jù)處理等功能為一體的遠程計量診斷平臺，實現(xiàn)對全線超聲流量計的遠程監(jiān)控和維護。通過該平臺，無需遠赴現(xiàn)場即可方便查看設(shè)備運行參數(shù)，分析設(shè)備的故障原因，及時向現(xiàn)場下達處理指令。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.029