气体超声流量计在我国天然气计量中的应用

气体超声波流量计具有计量精度高(≤±0．5%)、测量范围宽、便于安装、易维护、影响因素少、准确度高、重复性好等优点，近年来在天然气流量测量领域得到广泛使用，是天然气贸易计量领域的一种重要的流量计量仪表。目前国内建成的天然气管道的贸易计量，大都选用气体超声波流量计，例如西气东输管道的首选流量计就是气体超声波流量计。基于此，本文将着重分析探讨气体超声流量计在我国天然气计量中的应用发展，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

随着天然气在中国能源结构中的占比越来越大，它的应用越来越广泛，同时随着科学技术的进步，气体超声流量计的应用越来越多，正在不断替代孔板和涡轮等传统流量计。

1 .气体超声流量计测量原理

超声波流量计是一种流体流动对超声波束在流体中传播速度的改变来测量被测介质体积流量的仪表。由于不同压力、流量等参数的要求，分类较多。目前，国内采用的大多为时差式，时差式超声波流量计的原理是当声波沿流体流动方向传播时，其传播时间比逆向短，它与流体的速度有关。时差式超声波流量计就是利用声波在流体中顺流和逆流的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的，流量计测量元件安装在管道直径上的两端，测得的是管道内直径上的平均流速，比点流速更充分的反映了管道内介质的流体状态，精度相对较高，安装维护方便，因而得以广泛应用。我国于 1998 年开始引进时差法气体超声波流量计应用于天然气流量测量，同时开始对气体超声波流量计的性能进行评价与研究，并参照 AGA．NO．9 号报告《用多声道超声流量计测量气体流量》和 ISO/TＲ12765 技术报告《用时间法超声流量计测量封闭管道中的流体流量》，编制了 GB/T18604 《用气体超声流量计测量天然气流量》标准。

2 .气体超声流量计的应用与维护

2.1 超声流量计的安装根据超声流量计的特点，超声流量计既可以水平安装，也可以垂直安装，还可以倾斜安装。另外，超声流量计的实际安装还可以沿着管道的轴线任意旋转。实际生产过程中，超声流量计的安装要注意把握好以下三方面的内容：第一，要保证超声流量计安装以后便于进行检测和维修。第二，要避免超声流量计受到气流以及积液的不良影响。第三，超声流量计在安装完成之后方便做维护保养。

2.2 超声流量计的维护检查

2.2.1 定期检测

定期检测是加强超声流量计使用维护和管理的重要手段，通过定期检测可以预防和消除超声流量计的很多故障。根据国家相关标准设定合理的检测周期，并按时拆送到具有资质的检验单位进行检验，或者邀请具有检验资质的单位到现场对超声波流量计进行检验，并要求检验单位出具检验鉴定证书。

2.2.2 定期检查

根据输送介质的清洁程度和人员配置，对超声流量计要进行定期检查，内容包括但不限于：检查探头连接是否松动，是否有漏气现象；检查信号处理单元各连接线连接牢固无松动；检查并清洁超声流量计外表，防止受到腐蚀。

2.2.3 定期诊断

以我公司丹尼尔 3400 超声波流量计为例，每月定期或察觉到计量出现偏差时对超声波流量计的增益值、信号质量、信噪比、流速特性和声速等 5 个基本参数进行诊断核查，确保各项参数均控制在在稳定可靠的范围；若基本参数超出正常范围，及时判断故障原件进行维修或更换，确保计量的准确性。

2.2.4 小流量测试和切除在关闭上下游阀门的情况下，管道内无气体流动，流量为零，但是由于气体分子的热运动，超声流量计会测出比较小的流量值，在流量计允许的误差范围内，使用小流量切除功能，将小流量值手动设置为零。正常情况下，这个小流量是在流量计允许误差范围内的值。如果流量计出现异常，这个值会超过流量计误差，这时候就要将流量计拆除并送到具有资质的检验单位进行检验。如果检验不合格，则必须送回生产厂家进行维修。综上所述，超声流量计在天然气计量中发挥着十分重要的作用，我国逐渐将超声流量计应用到天然气流量的计量中，也同时开展了对超声流量计的性能的相关研究，逐步完善《用气体超声流量计测量天然气流量》标准。

3 我国天然气计量中气体超声流量计的应用及发展

（1）气体超声流量计无可动、节流、组六等部件，不存在部件磨损和堵塞问题，因此维修工作量很少。而现场人员可根据气体超声流量计的故障自诊断功能和报警功能，检查气体超声流量计是否发生故障。（2）需要定期检查超声波换能器、电子转换线路、流量显示累积系统是否工作正常、声道有无故障等，检查装置有无漏气漏水现象，确保气体超声波流量计稳定运行。（3）应尽量选用多声道的超声流量计，一般来说，声道越多计量就越准确。目前，山东管道公司应用四声道比较多。

通过实际生产中应用多声道气体超声流量计，可明显体会到气体超声流量计相较于其他传统流量计的强大的优越性，精度高、重复性高、维护量小，其强大的自检能力和自诊断能力甚至可达到免维护，即使出现问题也能快速解决处理。气体超声流量计技术发展也很快，不断有更加先进的气体超声流量计问世。

4 结束语

随着我国经济的迅速发展，能源消费不断增长，天然气贸易测量越来越受到重视，对其准确性和可靠性也提出了更高要求。而气体超声波流量计是一种新型的计量性能优异的仪表，使用广泛，技术更新很快。目前在使用中存在易受噪声干扰等缺点，但只要设计、使用科学合理，必将在天然气流量测量领域得到更好的应用。这也就要求我们在以后的实际工作中进一步研究探讨。