在大型计量系统中能够选择适合于输送介质的物性, 能以高的计量精度来计量管道内的介质是关键中的关键。因为计量是天然气行业进行贸易交接、经济分析、成本核算的重要依据。在现在天然气行业中涡轮流量计、超声波流量计得到了广泛的应用, 但针对具体的情况我们根据流量计的原理、计量环境、测量的天然气的温度和干净程度等来分析比较采用哪种。
1 涡轮流量计、超声波流量的简介
1.1涡轮流量计
涡轮流量计按显示方式的不同可分为就地显示式和电远传式两种。
就地显示式的工作原理是:流量计传感器内的涡轮在流体作用下产生旋转使信号检测器的磁场产生变化, 因此在信号检测器的线圈中, 感应出交变电压, 在经过放大器放大、滤波、整形输出方波信号。此信号电压的频率与叶轮的转速成正比, 即与流体的流量 (流速) 成正比。
涡轮流量计的选型
由于涡轮流量计体积小、精度高、重复性好, 非常适用于天燃气的精确计量。它的主要涡轮流量计的选型应从以下几方面考虑:
(1) 精度等级。涡轮流量计其精确度高, 使用者也是看中其这个特点, 但是流量计精度愈高, 对现场使用条件就越挑剔。
(2) 流量范围对涡流流量计精确度和使用年限有很大影响, 也是流量计口径选择的标准。选择流量范围的原则是:Q max ≥ Q ≥ Q min , Qmin—仪表允许的最小流量, Qmax—仪表允许的最大流量, Q—实际流量。
(3) 气体的密度。在小流量区域时, 气体密度对仪表系数的影响较大。如果气体密度变动频繁, 要对流量计的流量系数采取修正措施。
(4) 压力损失。涡轮流量计压力损失越小, 则气体由输入到输出管道所消耗的能耗就少, 即可大大节约能源, 降低输送成本。
(5) 轴承。天然气计量仪表轴承应选用碳化钨材料。
1.2超声波流量
由于超声波流量计具有数据自动存储、节约能源、特别适合大口径流量测量、安装维修方便、通用性好等特点, 在天然气管道输送行业得到了广泛运用, 尤其是在新建的管道工程中。它的原理是:超声波流量计时利用超声脉冲在气流中传播的速度与气流的速度有对应的关系, 即顺流是的超声脉冲传播速度比逆流时传播的速度要快, 这两种超声流量计传播的时间差越大, 则流量也越大的原理。如下图所示:
1.2.1超声波流量计的缺点
(1) 抗干扰能力差, 噪声、气质干净度都会影响其测量精度。
(2) 温度测量范围不高。只能测量温度<200°C的流体。
(3) 对管道前后直管段要求严格, 要求前20D, 后5D (D指管径) 。
(4) 对安装要求比较高, 要正确安装, 否则测量的流量误差较大。
(5) 可靠性、精度等级不高, 重复性差。
(6) 价格较昂贵。
1.2.2气体超声波流量计应用中应注意的问题
(1) 正确选型。每种流量计有它的测量范围, 气体超声波流量计也不例外, 它的测量范围很宽, 一般说来最大流量和最小流量比为30:1。气体超声波流量计是利用测量天然气的流速来求得天然气的流量。其理想的工作流速范围为 (2.7~27) m/s。所以, 在选型时应该考虑天然气在管道中的流速在工作流速范围内。同时, 还要考虑是否在超声波流量计周围有产生超声波信号的各种设备, 如高速度、大压差的减压设备和消音设备等, 这些有可能产生超声波对流量计产生干扰。
(2) 正确安装。气体超声波流量计应水平安装。上下游直管段应该满足要求, 若不满足要求应加装流动调整器。此外, 如果天然气含液较多, 气体超声波流量计及其计量管段的安装位置要高于其上下游管道, 这样天然气中析出的液体就能随气流被带走, 减少对超声波流量计造成的计量故障。对如果天然气中含粉尘较多, 于应在流量计上游直管段前段加装过滤器, 以减少超声波流量计的为换能器表面沉积物堆积出现故障。
2结语
流量计在天然气工业中担当着重要的角色, 要正确的选型和使用它, 才能使计量准确, 达到优质、高效的为社会和人民服务。尤其是在选型时, 面对具体的气质特征要选择相应的流量计, 因为天然气虽然经过了多层处理, 但是里面还是含有很多杂质, 所以还要定期清理和检定流量计的准确度, 以确保计量准确。
摘要：涡轮流量计、超声波流量计通常被用于天然气的交接计量。在某些工况下, 只适合其中一种, 但在某些工况下这两种都适用。我们要根据工程的实际情况选择出更合适的流量计, 这样才能保证企业在监控生产过程中优质、高效、安全、平稳的生产。
关键词：涡轮,超声波,流量计,计量,应用
参考文献
[1] 丁巧.气体涡轮流量计的选型和使用.中国计量.2005年1月刊.
[2] 吴静.国内外气体涡轮流量计的技术标准对比.中国计量.2009年4月刊.