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聲波流量計在輸氣站場的應用

閱讀:2861      發(fā)布時間:2016-3-31
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針對輸氣站場的流量測量,采用氣體聲波流量計可以有效的提高測量的便利性和度。本文將在分析輸氣站場流量測量現(xiàn)狀的基礎上,通過對聲波流量計的工作原理、度等的分析,深入研討聲波流量計在輸氣站場的應用方法。
1.輸氣站場流量測量的現(xiàn)狀分析
1.1流量測量的復雜性
與液體流量計量不同,由于氣體的可壓縮性,壓縮因子的確定較為復雜,導致氣體流量計量存在一定的復雜性;在計量過程中,對流經(jīng)計量裝置處氣體的流態(tài)要求也比較高,在情況下,要求氣體流經(jīng)計量裝置時,氣體流動方向保持與管道平行,氣體沿徑向均勻分布等,不能存在旋流或渦流等異常流態(tài),但在實際中要達到的狀態(tài)幾乎不可能。由于上述原因,造成輸氣站場流量測量工作復雜,在測量過程中,一方面要求測量結(jié)果具有一定的度,另一方面,又要求能夠滿足的經(jīng)濟性的要求。
1.2目前輸氣站場所用流量計的種類和存在的問題
目前,長輸管道工藝站場的天然氣計量裝置主要有兩種形式,一是聲波流量計量裝置,其主要由現(xiàn)場聲波流量計、壓力變送器、溫度變送器、直管段、整流器和流量計算機等組成;二是渦輪計量裝置,主要由現(xiàn)場渦輪流量計、壓力變送器、溫度變送器、直管段和流量計算機等組成。
2.輸氣站場聲波流量計的種類、工作原理及影響度的因素
2.1聲波流量計的種類及工作原理
按照流量計的聲道數(shù)劃分,聲波流量計可分為單聲道流量計和多聲道流量計兩種。為了計量精度,目前輸氣站場廣泛采用的是四聲道聲波流量計。按照聲波發(fā)生和接收過程劃分,聲波流量計還可分為對射式和反射式兩種。例如,丹尼爾流量計多為對射式流量計,而阿爾斯特流量計一般為反射式流量計。
聲波流量計工作的基本原理是,聲波在天然氣中,沿氣體順流方向和逆流方向的傳播速度不同,通過測量兩個方向傳播的時間差,來計算出天然氣在管道中的流速,從而得出天然氣的瞬時流量。
2.2影響聲波流量計度的主要因素
從理論上講,影響聲波流量計量系統(tǒng)度的因素很多,直管段長度,溫壓變送器的安裝位置及精度,流量計本體內(nèi)加工精度,換能器性能及聲道數(shù)等都與計量精度密切相關。
換能器(探頭)性能的好壞和聲道數(shù)是影響流量計度的重要因素。從理論上講,通過單聲道聲波的發(fā)射和接收,就可計算出氣體流量,但實際天然氣在管道內(nèi)的流動往往是不均勻分布的,這樣,只有通過多聲道流量計在不同截面的發(fā)射和接收,才能消除這種不均勻性,從而提高計量精度。
3.輸氣站場聲波流量計的應用建議
3.1做好流量計的設備選型工作
輸氣站場環(huán)境復雜,在選用聲波流量計時,應重點關注一下幾個方面。
一是要盡量選用多聲道流量計。目前天然氣輸氣站場用于貿(mào)易計量的流量計一般為四聲道聲流量計,只有聲道數(shù)在四個以上時,才能滿足計量所需精度,減少與下游用戶的計量糾紛。
二是在流量計量程選擇上,要兼顧設備投用初期和遠期用氣量;兼顧日峰谷、年峰谷用氣量。由于聲波流量計的量程比比較寬,在用戶流量范圍波動不是很大的情況下,根據(jù)計量管段壓力等級,通過合理的選擇流量計口徑,一般都能做到對上述不同流量值的兼顧。
3.2做好流量計量裝置的現(xiàn)場安裝和初始化配置工作
流量計現(xiàn)場安裝是否符合要求,對流量計量的性影響很大。首先,在直管段的安裝上,不能于滿足設備廠商的技術(shù)要求,更重要的是要滿足行業(yè)的相關標準。設備廠家的技術(shù)要求是在狀態(tài)下提出的,而輸氣站場具有復雜多樣性,各種配套設備的安裝狀況、運行時的不同工況等都可能給計量帶來影響。建議聲波流量計上下游直管段應滿足前30D、后40D,且上游安裝整流器的要求。另外,壓力、溫度取樣點的選擇也很重要,一般壓力的取樣點應選擇在流量計本體上,以便能測量流過流量計的天然氣壓力;溫度的取樣點一般選擇在流量計下游直管段5D左右處,這樣即能以減少溫度套管對氣體流態(tài)的影響,又能相對地反映實際氣體的溫度。
3.3做好流量計的日常維護工作
雖然,聲流量計的日常維護工作量并不大,但也要重點做好以下幾點工作,一是要定期對探頭進行清理,污損的探頭對聲波的發(fā)射和接收會造成影響,從而影響計量精度;二是要定期對流量計進行聲速核查,通過軟件檢查各探頭的工作情況,使流量計始終處于佳工作狀態(tài),確保計量。
3.4建立流量計遠程維護系統(tǒng),延長流量計檢定周期,從而減少設備維護工作量
天然氣長輸管道具有距離長、社會依托差、遠離城市的特點,這就給系統(tǒng)維護帶來一定難度。為此,建立一套遠程維護系統(tǒng)是非常必要的。聲波流量計遠程維護是以局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)(或互連網(wǎng))為基礎的一套遠程維護系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,輸氣站場需將流量計、流量計算機等設備組成局域網(wǎng),并向上通過交換機、路由器等設備與廣域網(wǎng)(或互聯(lián)網(wǎng))連接,這樣,在遠端就可通過網(wǎng)絡訪問到當?shù)氐牧髁坑嫽蛄髁坑嬎銠C,對其進行檢查、維護或修改配置等。按照國家相關規(guī)定,具備遠程維護能力的流量計,其檢定周期可以適當延長,從原來的兩年一檢延長到六年一檢,這樣就可大大減少設備維護工作量。
4.結(jié)束語
綜上所述,文章通過研究,基本明確了聲波流量計在輸氣站場的應用方法,但鑒于輸氣站場環(huán)境的復雜性和多變性,因此以上方法在實際工作中的應用,仍然需要結(jié)合輸氣站場本身的計量條件和現(xiàn)狀,予以進一步彌補和完善,以提高聲波流量計應用的實效性,為輸氣站場提供更為的計量技術(shù)。

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