氣體超聲波流量計在貿(mào)易計量中的應(yīng)用

王勤梅　金河　邱國勝

摘 要：普光天然氣凈化廠產(chǎn)品氣外輸計量采用高級超聲波流量計計量，是中原油田在天然氣外銷貿(mào)易計量中首次使用超聲波流量計。氣體超聲流量計沒有如節(jié)流裝置幾何形狀及尺寸變化影響儀表特性的問題，其聲道長度，聲道角及管道橫截面面積是恒定的參數(shù)；也沒有引壓管線之類易引起故障的部件，能夠根據(jù)現(xiàn)場條件確定儀表系數(shù)并為此長期穩(wěn)定。天然氣流量計量系統(tǒng)，精度高、無壓損、能耗低、結(jié)實耐用、維護少。普光凈化廠使用氣體超聲波流量計作為產(chǎn)品氣貿(mào)易計量流量計大大降低了計量裝置故障的發(fā)生概率，延長了計量設(shè)備的壽命，避免了一些不必要的計量糾紛，提升了企業(yè)的聲譽，樹立了良好的形象。

關(guān)鍵詞：天然氣；貿(mào)易計量；超聲波流量計；計量系統(tǒng)；準確度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.228

0 前言

天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)能源和化工原料其計量越來越被人們重視。由于天然氣的可膨脹性、可壓縮性等特性，造成天然氣要比液體計量困難得多。氣體超聲流量計沒有如節(jié)流裝置幾何形狀及尺寸變化影響儀表特性的問題，其聲道長度，聲道角及管道橫截面面積是恒定的參數(shù)；也沒有引壓管線之類易引起故障的部件，能夠根據(jù)現(xiàn)場條件確定儀表系數(shù)并為此長期穩(wěn)定。天然氣流量計量系統(tǒng)，具有高精度、無壓損、低能耗、結(jié)實耐用、維護少的特點。

1 超聲波流量計的結(jié)構(gòu)及原理

1.1 流量計結(jié)構(gòu)

DANIEL3400系列氣體超聲流量計結(jié)構(gòu)主要分三部分：流量計本體、超聲換能器、Mark II 電子數(shù)據(jù)處理單元。

1.2 四聲道超聲波流量計工作原理（如圖1）

2 超聲波流量計的特點及在計量系統(tǒng)中的應(yīng)用

普光凈化廠產(chǎn)品氣貿(mào)易計量精心選擇了各種設(shè)備組成計量系統(tǒng)，整體計量精度優(yōu)于0.70%。計量系統(tǒng)中包括Daniel高級超聲波流量計、 Daniel S600流量計算機、在線色譜分析儀。

2.1 daniel 超聲波流量計

Daniel 超聲波流量計是時間直通式超聲波流量計，聲波由一個探頭發(fā)射另一個探頭接受，不經(jīng)管壁反射，聲波由上游向下游傳輸?shù)臅r間（由于聲波被氣流推動）小于聲波由下游向上游傳輸?shù)臅r間（聲波被氣流方向阻攔），這兩個時間之差與氣流的速度存在某種對應(yīng)關(guān)系。從上下游測得的傳輸時間可以計算出氣流的平均速度和聲波的速度。

2.2 daniel s600 流量計算機

Daniel s600流量計算機適合于石油天然氣貿(mào)易交接計量和標定的各種應(yīng)用。可作為多流路計量的一個部分或獨立運行。單臺流量計算機可以計量多路油氣，最多可達到 6 路計量。帶有鍵盤和LCD顯示，方便數(shù)據(jù)記錄和顯示。有多方向快捷件，可以方便搜尋顯示條目。帶有4級密碼管理，可以分級管理操作人員和信息內(nèi)容。它可計算瞬間流量和總流量并通過打印口打印報告，打印口可組態(tài)。S600系列流量計算機不間斷進行診斷自檢。一旦發(fā)現(xiàn)問題，會觸發(fā)報警提醒操作員采取措施所有報警信息都會被記錄或打印。CPU板帶有兩個 RS232口和三個 RS422口連接其它設(shè)備。通訊口可以用于與上位機系統(tǒng)， SCADA或其它設(shè)備通訊。另外帶有一個10BaseT（Twisted Pair）以太網(wǎng)界面用于網(wǎng)絡(luò)連接。S系列流量計算機的組態(tài)可以使用標準格式，也可以按照客戶要求使用組態(tài)軟件定制。

2.3 色譜分析儀

色譜分析儀系統(tǒng)由樣品預(yù)處理系統(tǒng)、色譜分析儀組成。樣品由采樣點取出，經(jīng)樣品管線傳輸至樣品預(yù)處理進行樣品處理，經(jīng)過樣品過濾器進入色譜分析儀進行樣品分析，分析的結(jié)果以Modbus通信送入DCS系統(tǒng)和天然氣計量系統(tǒng)。

3 效益及結(jié)論

普光凈化廠使用氣體超聲波流量計作為產(chǎn)品氣貿(mào)易計量流量計大大降低了計量裝置故障的發(fā)生概率，延長了計量設(shè)備的壽命，避免了一些不必要的計量糾紛，提升了企業(yè)的聲譽，樹立了良好的形象。

參照有關(guān)計量技術(shù)部門的數(shù)據(jù)，因計量準確度偏離造成的經(jīng)濟損失：以年輸氣1億立方米為例：溫度偏差1攝氏度---計量0.34%偏差；壓力偏差1kPa---計量0.1%偏差；由色譜儀造成的組分計量偏差—0.1%。總誤差造成的損失約30～50萬立方米氣。由此可見，有效地提高計量準確度，確保計量偏差控制在最低水平，對于我們年外輸氣120億立方米的企業(yè)來說，每年直接或間接的經(jīng)濟效益影響大約3000萬元。

氣體超聲波流量計有非常多的優(yōu)點，同時也存在著一些局限性。如：對氣體流態(tài)和管道噪聲有要求。在大流量貿(mào)易計量中，如何最大的發(fā)揮氣體超聲波流量計的效能，解決和避免影響其測量準確度的因素。為我們在日常使用中帶來了新的研究課題，是我們的研究方向。

參考文獻：

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