气体超声波流量计在天然气流量计量中的应用
天然气流量计量是一个复杂的多参数测量过程，在研究时要保证测量准确性需要有相应的流量比对装置。在本实验研究中，将气体超声波流量计与一套标准孔板流量计串联运行，使实验数据更加有效，更有说服力。选用美国丹尼尔公司生产的四声道气体超声波流量计，管道内径是300mm，流量范围（工作状态下）：240m3/h～6405m3/h。
（1）噪声对气体超声波流量计准确度影响。GB/T18604-2001《用气体超声波流量计测量天然气流量》中提到来自被测介质内部的噪声可能会对气体超声波流量计的测量准确度带来不利的影响。噪声的来源主要有环境噪声和气流经过没有全开的阀门时节流的噪声。采用气体超声波流量计上游阀门节流控制流量大小时，节流的声音随着流量的增大而增大，气体超声波流量计与标准孔板流量计的相对误差也逐步增大，气体超声波流量计的流量低于标准孔板流量计流量。当上游阀门全开，用下游阀门控制流量大小的时候，气体超声波流量计的信噪比较大且基本保持不变，气体超声波流量计与标准孔板流量计的相对误差基本保持不变。
（2）流态对气体超声波流量计的影响。GB/T18604-2001《用气体超声波流量计测量天然气流量》要求气体超声波流量计上游直管段最少为10D，下游直管段至少为5D，以保证进入流量计的天然气流态是对称的充分发展的紊流速度分布。沿管道横截面由上到下平行分布四个声道：A声道、B声道、C声道、D声道。是气体超声波流量计通过对各个声道测得的流速进行加权平均得到管道中气体的平均流速。
当上游阀门节流时，随着流量的增大，天然气在管道中的流速分布越来越不均匀，反应在超声波A、D声道的流速大于B、C通道的流速。随着流量的增大管道内气体的流速由分布逐渐变成分布，即沿管壁的气体流速由低于管道中心气体流速变成高于管道中心气体流速。当上游阀门全开时，没有对气流产生阻挡，随着流量的增大，管道内气体的流速分布变化不大，始终保持分布，符合标准规定的流态。当天然气经过没有完全开启的闸阀时，天然气由于阀门闸板的阻挡产生与管道中心轴不对称的旋转气流，经过发展成为漩涡流。
（3）气质对气体超声波流量计的影响。在一次使用过程中，我们发现气体超声波流量计的流量和标准孔板流量计的流量相比偏高。使用CUI软件进行气体超声波流量计的诊断时发现D声道不工作，检查后发现，D声道被饱和天然气中凝析出的液体淹没了，导致换能器不能工作正常，经排除积存在管道中的液体后气体超声波流量计恢复正常工作。多声道的气体超声波流量计能够在一个声道故障时根据其它声道测得的流量进行自动补偿运算，这个补偿过程使流量计的流量输出比正常时略有偏高。
天然气中的粉尘也对气体超声波流量计的工作性能有影响。粉尘在气体超声波流量计最底部的换能器和表体的结合处堆积，导致气体超声波流量计的工作不正常，影响流量计正常工作。
|
