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浅析超声波流量计在天然气计量中的具体应用
发布日期：2018-11-15 12:52:18 来源： 编辑： 浏览次数：
【导读】： 摘要：随着天然气在我国使用范围的逐渐扩大，各个地区均开始思考如何采取有效措施来实现对天然气的有效计量，以保证天然气使用的有效性与安全性。超声波流量计便是一种......
摘要：随着天然气在我国使用范围的逐渐扩大，各个地区均开始思考如何采取有效措施来实现对天然气的有效计量，以保证天然气使用的有效性与安全性。超声波流量计便是一种较为有效的方法，在长期的发展过程中得到较为广泛的应用。本文将结合实际情况对超声波流量计在天然气计量中的具体应用进行详细分析，以期为今后开展相关工作提供参考经验。
目前，天然气在我国国内已经呈现出较为迅猛的发展态势，在社会生产的各个行业中均有涉及，而超声波流量计作为一种计量部件，因其具有精准度高、测量范围广、重复性好、无可动部件、适用范围广等诸多特点，故成为我国大口径天然气长输管道计量中所较常应用的流量计，并且取得较为良好的效果。然而，在实际使用的过程中仍然存在较多问题，需要相关部门在使用过程中定期对其进行检修，排除一切干扰因素，只有这样才可以在非常大程度上保证超声波流量计使用的准确性。
1 超声波流量计的工作原理
超声波流量计在实际使用的过程中具有多种不同的方式，这种计量方法通常是被应用于天然气高精度流量的测量中。这种仪器在使用中通常是在管壁上安装一对斜角为j的超声换能器，这两个换能器同时和定时向对方发射和接受对方的超声信号，以此来完成相关的计量工作。在实际测量的过程中需要保证流通通道没有障碍，适用于一些难度相对较大的大口径测量的情况，并且可以充分发挥自身的优势。而超声信号在传递过程中通常会受到管道中介质的影响，这就需要在测量中针对具体的测量对象，采用不同的方法方式，以保证测量工作的稳定性。一般情况下，超声波流量计的计量方式主要可以分为三种，非常好种是时差法。该种方法在实际应用的过程中，主要是利用顺利传播时产生速度差异而形成的时间差来计算流体的速度。在这一过程中，一方的超声信号在两个声波发送器和接收器之间来回传递，并且会与管道呈现出固定的一个夹角，而在传递过程中下游声波会受到流体作用的影响，出现速度加快的情况，而上游则是会有相应的延迟，通过这种方式可以实现对管道内流体的有效计量。第二种是相位差法。时差的出现通常会引起一定的相位差，通过对相位差的计量可以推测出流体的流量。在声波沿着管道的轴线方向进行传递的过程中，通常会受到流体因素的影响，因而在下游声波的传播方向会有所偏离。偏离的声波方向则会与流速呈现出正相关关系，从而实现对流体的有效计量。第三种是频差法。在超声波传递的过程中，若是流体出现不均匀的情况，声波就会随着这种不均匀状况而出现散射现象。若是流体和发送器之间存在相对运动，则发送信号在经过散射后被接收器所接收到的信号会出现多普勒频移，而利用这种方式也可以实现对流体的有效计量。
2 超声波流量计在天然气计量中的具体应用
超声波流量计是科技发展下所产生的一种新型天然气计量方式，不仅可以增加测量的准确性，同时还可以有效提高天然气计量的精度，因此被广泛应用至天然气计量中。与传统的孔板、涡轮流量计相比，这种新型的计量方式具有明显优势。首先是适用于各种管径的气体流量测量，测量精度较高，并且可以根据实际情况进行重复或者多次测量，受沉积物、湿气的影响相对较小，为超声波流量计的广泛应用奠定了有力基础。在实践的过程中，超声波流量计通常是被应用在管径较大的天然气计量中，主要是由于其成本相对较高，在引进该项技术初期，通常只被应用于大管径天然气输送管道计量中，例如在西气东输工程中，全程4200km的输送管道中，各级门站、分输站、储气库、LNG气化站等，均是采用超声波流量计这种新型计量方式，而随着科技的进一步发展，这种计量方式也逐渐被应用至城市天然气输送管道中。与传统计量方式相比，这种计量方式的影响因素相对较小，且准确性较高，加之城市天然气管道分布较为零散，因此在各个分散的用气点均需要使用分表计量，从而有效提高超声波流量计计量的准确性。目前，若是按照适用范围进行划分，则超声波流量计大致可以划分为以下几种：非常好，适用于高压气体流量计计量中的流量计；第二，适用于贸易计量的Q型超声波流量计；第三，适用于生产过程气体流量计量的流量计；第四，适用于火炬气体流量计量的流量计。这充分说明了超声波流量计应用的广泛性。虽然，适用于不同范围的超声波流量计，其安装细节会存在一定的差异，但是从整体上而言，其原理相同，需要安装工人与技术人员格外注意。
3 超声波流量计的故障问题及处理方式
随着目前天然气使用范围的进一步扩大，天然气计量的准确性也需要得到进一步提升，以充分保证天然气使用的安全性，同时也可以实现对天然气的实时动态控制。超声波流量计作为一种较常应用于大口径天然气输送管道气体计量的专用设备，在使用过程中难免会出现各种故障，而在故障产生后相关技术人员也需要在非常好时间内做出正确反应，并对其进行有效处理，为天然气计量工作的顺利进行奠定有力基础。
首先，若是在天然气计量的过程中出现流量计不显示，而天然气却是始终处于流动状态的情况，则故障的原因极有可能是因为显示单元损坏，除此之外还有可能是因为保险丝出现断裂，而接口之间因接触不良所产生的后续问题也会导致这一情况。因此，技术人员在对天然气管道内气体进行测量时，必须要做好事前的检查工作，而在检查过程中主要是对控制器显示是否正常进行检查若是存在故障代码，则是需要对其进行调整，同时使用更为专业的欧姆表对各个接口和保险丝是否存在问题进行检查，若是存在不合格的情况，应在非常好时间进行更换，以保证天然气计量的准确性。
其次，在天然气计量的过程中难免会出现计量偏差的情况，若是偏差数值处于较小的一个范围内，则属于正常，若是偏差值相对较大，则有可能是因为管道状态不符合标准，产生这种情况的主要原因是由于在天然气管道内部存在较多杂质，而这些杂质通常是附着在管道内壁，进而导致超声波流量计计量出现一定偏差，无法保证计量的准确性。针对这一情况，技术人员应注意对管道材料、管内壁、管壁厚度等方面进行全方位的检查，检查其是否符合标准，在此基础上，还应该结合实际情况，定期对管道内部的杂质、锈蚀层等进行清理，以防止内径、面积出现减小的情况而影响到超声波流量计的计量工作。除此之外，还需要对管道内堆积物进行清理，以保证天然气可以均匀流动。
非常后，若是从理论上进行分析，在天然气处于静止状态时，超声波流量计所显示的数值应为零，然而在实际应用的过程中，超声波流量计所显示的数值有时会不为零。产生这一情况的主要原因较多，例如阀门没有关紧，若是阀门没有关紧，则在管道内部会因对流而引起零点设置缺陷，这一缺陷便会造成超声波流量计出现不为零的情况。针对这一情况，技术人员在进行维修检查的过程中就应对阀门是否被完全关闭进行检查，另外对于管道内部的温度也应该进行检查，以防止在超声波流量计计量过程中出现对流情况，以保证计量的准确性。
4 结语
综上所述，目前随着天然气应用范围的进一步增加，其计量方式也有了较大程度的改善，而超声波流量计因具有精准度高、结实耐用、维护工作量小等诸多优势，逐渐成为现阶段天然气计量中所采用的首选方式，在一定程度上为天然气计量工作的顺利开展提供了充足的保障。在这样的条件下，天然气计量工作质量将会得到进一步提升，针对超声波流量计在使用过程中可能出现的各种问题，也应及时制定有效的解决措施，并且逐渐完善，从而有效提高天然气计量工作的质量，为今后进一步完善与发展该项工作打下坚实基础。
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