氣體超聲波流量計在天然氣流量計量中的應用
點擊次數：779 發布時間：2020-12-20 11:19:20
天然氣流量計量是一個復雜的多參數測量過程，在研究時要保證測量準確性需要有相應的流量比對裝置。在本實驗研究中，將氣體超聲波流量計與一套標準孔板流量計串聯運行，使實驗數據更加有效，更有說服力。選用美國丹尼爾公司生產的四聲道氣體超聲波流量計，管道內徑是300mm，流量范圍（工作狀態下）：240m3/h～6405m3/h。
（1）噪聲對氣體超聲波流量計準確度影響。GB/T18604-2001《用氣體超聲波流量計測量天然氣流量》中提到來自被測介質內部的噪聲可能會對氣體超聲波流量計的測量準確度帶來不利的影響。噪聲的來源主要有環境噪聲和氣流經過沒有全開的閥門時節流的噪聲。采用氣體超聲波流量計上游閥門節流控制流量大小時，節流的聲音隨著流量的增大而增大，氣體超聲波流量計與標準孔板流量計的相對誤差也逐步增大，氣體超聲波流量計的流量低于標準孔板流量計流量。當上游閥門全開，用下游閥門控制流量大小的時候，氣體超聲波流量計的信噪比較大且基本保持不變，氣體超聲波流量計與標準孔板流量計的相對誤差基本保持不變。
（2）流態對氣體超聲波流量計的影響。GB/T18604-2001《用氣體超聲波流量計測量天然氣流量》要求氣體超聲波流量計上游直管段*少為10D，下游直管段至少為5D，以保證進入流量計的天然氣流態是對稱的充分發展的紊流速度分布。沿管道橫截面由上到下平行分布四個聲道：A聲道、B聲道、C聲道、D聲道。是氣體超聲波流量計通過對各個聲道測得的流速進行加權平均得到管道中氣體的平均流速。
當上游閥門節流時，隨著流量的增大，天然氣在管道中的流速分布越來越不均勻，反應在超聲波A、D聲道的流速大于B、C通道的流速。隨著流量的增大管道內氣體的流速由分布逐漸變成分布，即沿管壁的氣體流速由低于管道中心氣體流速變成高于管道中心氣體流速。當上游閥門全開時，沒有對氣流產生阻擋，隨著流量的增大，管道內氣體的流速分布變化不大，始終保持分布，符合標準規定的流態。當天然氣經過沒有完全開啟的閘閥時，天然氣由于閥門閘板的阻擋產生與管道中心軸不對稱的旋轉氣流，經過發展成為漩渦流。
（3）氣質對氣體超聲波流量計的影響。在一次使用過程中，我們發現氣體超聲波流量計的流量和標準孔板流量計的流量相比偏高。使用CUI軟件進行氣體超聲波流量計的診斷時發現D聲道不工作，檢查后發現，D聲道被飽和天然氣中凝析出的液體淹沒了，導致換能器不能工作正常，經排除積存在管道中的液體后氣體超聲波流量計恢復正常工作。多聲道的氣體超聲波流量計能夠在一個聲道故障時根據其它聲道測得的流量進行自動補償運算，這個補償過程使流量計的流量輸出比正常時略有偏高。
天然氣中的粉塵也對氣體超聲波流量計的工作性能有影響。粉塵在氣體超聲波流量計*底部的換能器和表體的結合處堆積，導致氣體超聲波流量計的工作不正常，影響流量計正常工作。
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