聲波流量計在輸氣站場的應用

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，對流經計量裝置處氣體的流態要求也比較高，在情況下，要求氣體流經計量裝置時，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，但在實際中要達到的狀態幾乎不可能。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，一方面要求測量結果具有一定的度，另一方面，又要求能夠滿足的經濟性的要求。
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，流量計本體內加工精度，換能器性能及聲道數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射和接收，就可計算出氣體流量，但實際天然氣在管道內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易計量的流量計一般為四聲道聲流量計，只有聲道數在四個以上時，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場安裝和初始化配置工作
流量計現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要求，更重要的是要滿足行業的相關標準。設備廠家的技術要求是在狀態下提出的，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，確保計量。
3.4建立流量計遠程維護系統，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，這就給系統維護帶來一定難度。為此，建立一套遠程維護系統是非常必要的。聲波流量計遠程維護是以局域網和廣域網（或互連網）為基礎的一套遠程維護系統。在該系統中，輸氣站場需將流量計、流量計算機等設備組成局域網，并向上通過交換機、路由器等設備與廣域網（或互聯網）連接，這樣，在遠端就可通過網絡訪問到當地的流量計或流量計算機，對其進行檢查、維護或修改配置等。按照國家相關規定，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，仍然需要結合輸氣站場本身的計量條件和現狀，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。