声波流量计在输气站场的应用

针对输气站场的流量测量，采用气体声波流量计可以有效的提高测量的便利性和度。本文将在分析输气站场流量测量现状的基础上，通过对声波流量计的工作原理、度等的分析，深入研讨声波流量计在输气站场的应用方法。
1.输气站场流量测量的现状分析
1.1流量测量的复杂性
与液体流量计量不同，由于气体的可压缩性，压缩因子的确定较为复杂，导致气体流量计量存在一定的复杂性；在计量过程中，对流经计量装置处气体的流态要求也比较高，在情况下，要求气体流经计量装置时，气体流动方向保持与管道平行，气体沿径向均匀分布等，不能存在旋流或涡流等异常流态，但在实际中要达到的状态几乎不可能。由于上述原因，造成输气站场流量测量工作复杂，在测量过程中，一方面要求测量结果具有一定的度，另一方面，又要求能够满足的经济性的要求。
1.2目前输气站场所用流量计的种类和存在的问题
目前，长输管道工艺站场的天然气计量装置主要有两种形式，一是声波流量计量装置，其主要由现场声波流量计、压力变送器、温度变送器、直管段、整流器和流量计算机等组成；二是涡轮计量装置，主要由现场涡轮流量计、压力变送器、温度变送器、直管段和流量计算机等组成。
2.输气站场声波流量计的种类、工作原理及影响度的因素
2.1声波流量计的种类及工作原理
按照流量计的声道数划分，声波流量计可分为单声道流量计和多声道流量计两种。为了计量精度，目前输气站场广泛采用的是四声道声波流量计。按照声波发生和接收过程划分，声波流量计还可分为对射式和反射式两种。例如，丹尼尔流量计多为对射式流量计，而阿尔斯特流量计一般为反射式流量计。
声波流量计工作的基本原理是，声波在天然气中，沿气体顺流方向和逆流方向的传播速度不同，通过测量两个方向传播的时间差，来计算出天然气在管道中的流速，从而得出天然气的瞬时流量。
2.2影响声波流量计度的主要因素
从理论上讲，影响声波流量计量系统度的因素很多，直管段长度，温压变送器的安装位置及精度，流量计本体内加工精度，换能器性能及声道数等都与计量精度密切相关。
换能器（探头）性能的好坏和声道数是影响流量计度的重要因素。从理论上讲，通过单声道声波的发射和接收，就可计算出气体流量，但实际天然气在管道内的流动往往是不均匀分布的，这样，只有通过多声道流量计在不同截面的发射和接收，才能消除这种不均匀性，从而提高计量精度。
3.输气站场声波流量计的应用建议
3.1做好流量计的设备选型工作
输气站场环境复杂，在选用声波流量计时，应重点关注一下几个方面。
一是要尽量选用多声道流量计。目前天然气输气站场用于贸易计量的流量计一般为四声道声流量计，只有声道数在四个以上时，才能满足计量所需精度，减少与下游用户的计量纠纷。
二是在流量计量程选择上，要兼顾设备投用初期和远期用气量；兼顾日峰谷、年峰谷用气量。由于声波流量计的量程比比较宽，在用户流量范围波动不是很大的情况下，根据计量管段压力等级，通过合理的选择流量计口径，一般都能做到对上述不同流量值的兼顾。
3.2做好流量计量装置的现场安装和初始化配置工作
流量计现场安装是否符合要求，对流量计量的性影响很大。首先，在直管段的安装上，不能于满足设备厂商的技术要求，更重要的是要满足行业的相关标准。设备厂家的技术要求是在状态下提出的，而输气站场具有复杂多样性，各种配套设备的安装状况、运行时的不同工况等都可能给计量带来影响。建议声波流量计上下游直管段应满足前30D、后40D，且上游安装整流器的要求。另外，压力、温度取样点的选择也很重要，一般压力的取样点应选择在流量计本体上，以便能测量流过流量计的天然气压力；温度的取样点一般选择在流量计下游直管段5D左右处，这样即能以减少温度套管对气体流态的影响，又能相对地反映实际气体的温度。
3.3做好流量计的日常维护工作
虽然，声流量计的日常维护工作量并不大，但也要重点做好以下几点工作，一是要定期对探头进行清理，污损的探头对声波的发射和接收会造成影响，从而影响计量精度；二是要定期对流量计进行声速核查，通过软件检查各探头的工作情况，使流量计始终处于佳工作状态，确保计量。
3.4建立流量计远程维护系统，延长流量计检定周期，从而减少设备维护工作量
天然气长输管道具有距离长、社会依托差、远离城市的特点，这就给系统维护带来一定难度。为此，建立一套远程维护系统是非常必要的。声波流量计远程维护是以局域网和广域网（或互连网）为基础的一套远程维护系统。在该系统中，输气站场需将流量计、流量计算机等设备组成局域网，并向上通过交换机、路由器等设备与广域网（或互联网）连接，这样，在远端就可通过网络访问到当地的流量计或流量计算机，对其进行检查、维护或修改配置等。按照国家相关规定，具备远程维护能力的流量计，其检定周期可以适当延长，从原来的两年一检延长到六年一检，这样就可大大减少设备维护工作量。
4.结束语
综上所述，文章通过研究，基本明确了声波流量计在输气站场的应用方法，但鉴于输气站场环境的复杂性和多变性，因此以上方法在实际工作中的应用，仍然需要结合输气站场本身的计量条件和现状，予以进一步弥补和完善，以提高声波流量计应用的实效性，为输气站场提供更为的计量技术。