鮑文文

摘 要：本文首先闡述了天然氣超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)，接著對(duì)流量計(jì)測(cè)速原理進(jìn)行探討和分析。之后又詳細(xì)介紹了對(duì)超聲波流量計(jì)的日常操作和維護(hù)保養(yǎng)，最后針對(duì)在實(shí)習(xí)過(guò)程中學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了總結(jié)并提出改進(jìn)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：天然氣 超聲波流量計(jì)

1.超聲波流量計(jì)的概況

1.1定義：利用超聲在流體中的傳播特性來(lái)測(cè)量流量的流量計(jì)為超聲波流量計(jì)。

1.2結(jié)構(gòu)：超聲波流量計(jì)由超聲波換能器、電子數(shù)據(jù)單元、流量計(jì)本體組成，根據(jù)他們所產(chǎn)生或接受到的超聲信號(hào)推導(dǎo)出流量測(cè)量值并把該信號(hào)轉(zhuǎn)換為正比于流量標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)。

1.3超聲波流量計(jì)的原理

氣體超聲波流量計(jì)有單聲道與多聲道之分。無(wú)論是單聲道還是多聲道，其基本工作原理都是相同的，都是在管道的一側(cè)或兩測(cè)嵌置兩個(gè)能發(fā)射和接收聲脈沖的探頭。采用超聲波檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)測(cè)量超聲波沿氣流順向和逆向傳播的聲速差、壓力和溫度，算出氣體流速及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量。

1.4超聲波流量計(jì)的分類(lèi)

按超聲波流量計(jì)在管壁上的反射情況，可分為直射、單反射、雙反射三種。

2.超聲波流量計(jì)的安裝

2.1安裝環(huán)境

2.1.1 溫度

流量計(jì)組件（包括上下游直管段、流量計(jì)、流動(dòng)調(diào)整器、取溫口、取壓口）應(yīng)采取必要的隔熱、防凍及其他保護(hù)措施。

2.2.2振動(dòng)

流量計(jì)的安裝應(yīng)盡可能避開(kāi)振動(dòng)環(huán)境，特別要避開(kāi)可引起信號(hào)處理單元、超聲換能器等部件發(fā)生共振的環(huán)境。

2.2.3電氣噪聲

在安裝流量計(jì)及連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)避開(kāi)存在較強(qiáng)電磁或電子干擾的環(huán)境，否則應(yīng)咨詢制造廠并采取必要的防護(hù)措施。

當(dāng)聲學(xué)噪聲的頻率范圍與流量計(jì)的工作頻率相近時(shí)，就可能會(huì)干擾聲脈沖檢測(cè)，從而干擾傳播時(shí)間的測(cè)量。聲學(xué)噪聲干擾還會(huì)引起脈沖“誤檢測(cè)”，導(dǎo)致傳播時(shí)間的錯(cuò)誤測(cè)量，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差。

噪聲的來(lái)源：高速氣流流經(jīng)管道、突出的探頭、流動(dòng)調(diào)整器以及附近工作中的調(diào)節(jié)閥均可能會(huì)產(chǎn)生聲學(xué)噪聲。

2.2日常操作

2.2.1記錄計(jì)量數(shù)據(jù)

定期查看流量計(jì)算機(jī)的‘小時(shí)標(biāo)況累積量，‘日標(biāo)況累積量和‘總標(biāo)況累積量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)，按照要求進(jìn)行記錄。具體查看步驟按照流量計(jì)算機(jī)使用操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

2.2.2天然氣組分輸入

在已經(jīng)安裝色譜分析儀的情況下，由色譜分析儀自動(dòng)將組分信號(hào)傳輸給流量計(jì)算機(jī)進(jìn)行標(biāo)況流量的計(jì)算。

在沒(méi)有安裝色譜分析儀或者色譜分析儀故障的情況下，應(yīng)根據(jù)相鄰計(jì)量站氣質(zhì)參數(shù)值，通過(guò)人工輸入方法輸入到流量計(jì)算機(jī)，作為替代值來(lái)計(jì)算。氣質(zhì)組分變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換氣質(zhì)組分?jǐn)?shù)據(jù)。

3.超聲波流量計(jì)的維護(hù)保養(yǎng)

3.1維護(hù)要求

應(yīng)定期檢查信號(hào)處理單元和聲道有無(wú)故障、零流量測(cè)量是否準(zhǔn)確、超聲換能器表面是否有沉積物等，以確保流量計(jì)的準(zhǔn)確度，降低故障的發(fā)生率，提高設(shè)備使用壽命。

3.2維護(hù)內(nèi)容

3.2.1聲速檢查

流量計(jì)所檢測(cè)到的聲速的數(shù)值應(yīng)該是在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)定值。當(dāng)聲速值發(fā)生突然的跳變（變化幅度參照流量計(jì)廠家所提供的診斷數(shù)據(jù)）時(shí)，表明有故障存在。

3.2.2零流量測(cè)試

如果在零流量下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，所測(cè)得的氣體流速值并不是一個(gè)穩(wěn)定的低數(shù)值，表明可能存在測(cè)量誤差。零流量測(cè)試，需要嚴(yán)格的測(cè)試條件，比如要保證管道中確實(shí)沒(méi)有氣體流過(guò)，且管道中的溫度要保證恒定和均勻等。

3.2.3信噪比

通常情況下，流量計(jì)工作時(shí)有較高的信噪比，低信噪也會(huì)影響到測(cè)量準(zhǔn)確度，具體信噪比的判斷需要參照生產(chǎn)廠家所提供的診斷數(shù)據(jù)。如超出數(shù)據(jù)范圍應(yīng)在流量計(jì)和噪聲源之間安裝管路附件（過(guò)濾器、盲三通等）。

3.2.4增益值

在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)增益水平應(yīng)該是穩(wěn)定的。查看增益值如果大于生產(chǎn)廠家所提供的診斷數(shù)據(jù)，說(shuō)明存在臟污、壓力過(guò)低、流速過(guò)高、噪音等問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)工藝調(diào)整，消除使增益值升高的因素。如：提高壓力；降低流速；或者清洗檢查或更換超聲換能器。

3.2.5信號(hào)質(zhì)量

超聲流量計(jì)通常具有100%的信號(hào)質(zhì)量，只有接近該超聲流量計(jì)最大量程的情況下，才有可能低于100%。

3.2.6聲速測(cè)試

使用GB/18604的計(jì)算方法得到理論聲速后與實(shí)測(cè)聲速比較，誤差在生產(chǎn)廠家提供的診斷數(shù)據(jù)允許的范圍內(nèi)則為正常。

3.2.7小流量切除

由于管道內(nèi)氣流的撞擊，會(huì)造成超聲流量計(jì)的誤判斷，產(chǎn)生一個(gè)不真實(shí)的流量，所以需要利用流量計(jì)算機(jī)的小流量切除功能，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行小流量切除。

3.2.8氣體超聲流量計(jì)長(zhǎng)期不用，應(yīng)定期通電，以延長(zhǎng)氣體超聲流量計(jì)的系統(tǒng)使用壽命。

4.總結(jié)與建議

計(jì)量在天然氣工藝技術(shù)中占有極其重要的地位，精確的計(jì)量不僅可以避免天然氣貿(mào)易中上、中、下游的諸多矛盾，而且還可以提高管道的管理水平。超聲波流量計(jì)作為貿(mào)易結(jié)算的流量計(jì)量設(shè)備，是整個(gè)工藝站場(chǎng)的核心工藝設(shè)備。通過(guò)日常工作中的學(xué)習(xí)，我總結(jié)了一下幾點(diǎn)建議：

4.1增加流量計(jì)培訓(xùn)，提高員工素質(zhì)?，F(xiàn)場(chǎng)管理人員和操作人員不僅要弄懂超聲波流量計(jì)的原理，還要在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)流量計(jì)操作和維護(hù)保養(yǎng)的技術(shù)知識(shí)，明確評(píng)價(jià)性能指標(biāo)，及時(shí)更新天然氣組分，對(duì)流量計(jì)進(jìn)行定期清洗檢查，確保流量計(jì)精度，使公司經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化。

4.2定期對(duì)與下游用戶交接對(duì)比氣量進(jìn)行分析。如果在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)，發(fā)現(xiàn)下游用戶和本站輸氣量相差過(guò)大，就需要管理人員進(jìn)行系統(tǒng)的分析。在排除燃?xì)獗I用、管存、泄漏、人為失誤原因后，就需要檢查是否計(jì)量設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行及時(shí)解決，解決不了的盡快向生產(chǎn)科或廠家尋求幫助。

4.3加強(qiáng)管道密閉性管理。由于天然氣本身具有無(wú)色、無(wú)味、氣體，隱蔽性極強(qiáng)，泄漏極不容易被發(fā)現(xiàn)。因此，上述現(xiàn)象如得不到及時(shí)的維修、更換處理，就算再精密的設(shè)備也會(huì)引起輸差。據(jù)相關(guān)資料估算，每年管道輸送企業(yè)因燃?xì)獗I用、泄漏所產(chǎn)生的輸差占。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李玉星 姚光鎮(zhèn). 輸氣管道設(shè)計(jì)與管理 中國(guó)石油大學(xué)出版社，2009endprint