中国石油天然气股份有限公司管道沈阳输油气分公司辽宁省沈阳市110032
摘要：超声波流量计在天然气计量的使用中，优势是比较显著的，如影响因素较少，安装比较简单，容易维护等，所以当前的使用范围是比较广泛的，本文作者主要针对超声波的工作原理，对于流量计在运行中的影响因素将会导致计量发生的变化作出了论述，从一定的程度上也可以提高流量计的综合水平。专业人员都知道，超声波流量计在安装中，也要注重其合理性。
关键词：超声波流量计；天然气计量；应用
在天然气计量领域，流体流量的监测和管控是管道设计环节的重要内容，在选择天然气计量过程中，要考虑到准确程度、可靠程度、自动化程度以及及时程度等方面。为了最大程度上满足计量要求，长期以来，业界一直致力于测量原理的研究分析，并获得了一定成效，研发了十几种不同类型、不同工作原理的气体流量计。在此，我们可以根据测量原理的不同，简单的分为质量式、差压式、速度式以及容积式。这些流量计的工作原理和结构模式都是相互不同的，既有自己的独到之处，同时在某些方面也都有局限性。为了实现最佳的测量效果，在实际工作中，需要根据不同的应用场合和不同的工程项目的具体特点，选择不同类型或者不同型号的流量计。
随着社会经济的发展，天然气的需求量增长呈现出爆发性的趋势，从而对天然气的计量提出了更高的要求。超声波流量计工作原理是通过时间差来进行测量，即在天然气的运行管道上安装一对或几对用于接收超声信号的超声换能器，然后对气体流速进行测量，用测量的气体流速乘以超声波流量计的截面积，两者的乘积就是管道内的天然气流量，但是这样计算得到的数据还不够准确，需要再结合温度、压力等影响因素进行修正，从而得出更加准确的流量数据。
一.超声波流量计在天然气计量中的影响因素
天然气计量中超声波流量计由于其工作原理的原因，导致会受到噪音、脏污、温度、压力及天然气组分等的影响，使得计量中会出现一些不准确的情况，下面将对这些影响因素进行分析。
1、噪声的影响；在天然气计量中噪声的来源可能是流过天然气管道的高速气流，或者突出的探头，以及整流器，另外流量调节阀或者压力也会产生噪音。噪声给天然气计量带来的误差最高可达2%，严重影响着天然气计量的准确性和稳定性。
2、脏污的影响；天然气中会含有水、油以及硫化铁粉末或者其他的一些脏污，带有脏污的天然气在流过超声波流量计时，这些脏污会慢慢地在管道内壁和超声波探头上堆积，从而影响超声波流量计的计量准确性。
3、温度和压力的影响；超声波流量计系统的主要组成部件有流量计、温度变送器、压力变送器以及流量计算机和在线组分分析仪等，因此在进行天然气计量时将组分和压力以及温度进行输入，就可以通过流量计算机将工况流量转换计算成用于贸易的体积量。所以，压力和温度一定要测量准确，才能保证计量的准确性。
4、天然气组分对管输天然气计量的影响；组分变化导致天然气的相对密度和热值会不同。有色谱分析仪的站队，在线色谱分析仪故障会导致输出组分的错误以及在没有色谱分析仪的站队，运行人员输入甲烷、乙烷、丙烷等数值的错误将导致计量误差，降低天然气计量值的准确性。
二.超声波流量计在天然气计量中应该注意的问题
1.管道配置；超声波流量计对天然气进行计量时，管道中的一些门阀以及汇管等部件会使天然气产生流速畸变，从而导致计量误差，而且其畸变程度和超声波流量计的修正能力决定了误差的大小。因此要降低这些部件对天然气流速的影响，一般情况下计量区域内的管道都是直管道，而且直管道的长度越长，超声波流量计的计量准确性越高，也更加可靠。目前对于管道的直管道最低长度在标准《用气体超声流量计测量天然气流量》中进行了明确的规定，没有安装整流器的超声波流量计上游直管段的最短长度是10D，下游是5D。现在天然气场站对超声波流量计的直管段常常要求为上游直管段30D，下游直管段10D.
2.脏污；天然气中含有的水、油和硫化铁粉末等脏污在通过天然气管道时会慢慢在管道内壁和超声波的接收设备上堆积，这些脏污的堆积会使得天然气的运输管道内径逐渐变小，导致超声波流量计的读数变化，另外脏污的堆积也会使得天然气的运输管道内壁越来越粗糙，而粗糙的内壁会使超声波脉冲信号出现反射衰减现象，导致计量出现误差。另外脏污的堆积还会减少超声波的传输时间，导致计量结果偏大。所以要减少脏污的堆积，需要对天然气的质量进行检测，同时定期进行管道清理，根据天然气的质量确定清理的次数，质量较差时要增加管理清理的次数。
3.噪声；超声波流量计是通过管道中的一对超声波换能器之间的时间差进行计量的，因此超声波脉冲信号的准确性直接关系着计量的准确性。而天然气运输中的噪声会影响超声波换能器的接收准确性，从而导致计量的误差。因此，为了提高计量的准确性，必须要减少天然气运输中的噪声。
4.压力和温度；现场压力和温度变送器仪表和传输准确性应进行定期检查和校验。变送器后盖或穿线仪表套管密封不严导致雨水进入，易造成短路和仪表器材损坏，如铂电阻；因此，雨后要及时开盖检查变送器，确保现场变送器各部件的密封完好。
5.组分值的输入；流量计算机内标准状态参数的设置要准确，确保计量的准确性。
三、天然气计量中超声波流量计的检定
超声波流量计要对天然气流量进行准确计量，就必须要保证流量计的状态正常，因此要定期对超声波流量计进行检测。而对超声波流量计进行检测首先需要选择有资质的检定单位，目前超声波流量计的主要检定方式有在线实流检定和离线实流检定。一般情况下，要对超声波流量计进行在线实流检定需要的设备和运行环境都有很高的要求，而这些条件的满足是比较困难的。目前我国的天然气超声波流量计检定主要还是采用的离线实流检定，但是在线实流检定具有准确度高和送检成本低的优点，因此在未来的检定工作中在线实流检定是必然的发展趋势，而且在一些交通条件比较好的地方已经实现了在线实流检定。
超声波流量计具有测量范围宽以及安装简单，同时不会因为节流装置的几何尺寸变化而对流量计的特征产生影响，使得其在天然气的计量中出能够获得更加长久的发展。在超声波流量计应用过程中，应注意根据下游用户实际分输量选择合适流量计类型，在场站要合理安装并及时在期限内校验，并且对场站的流量计要定期检查和维护。超声波流量计会受到外界因素的影响，对于这些影响因素，本文提出了一些应对措施，并对超声波流量计的检定进行了一些介绍，希望能够对超声波流量计在天然气计量中的应用起到一定的帮助。
结束语：综上所述，超声波流量计在当前的大环境中受到了广泛的认可，使用范围也比较广泛，这与它自身的优势是密不可分的，不但精确度高，而且在使用中还便于安装，是天然气行业中不可或缺的重要工具。随着天然气项目的大力发展，进度速度也非常之快，超声流量计可谓是任重道远，促进着天然气行业更长远的发展。
参考文献：
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