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摘 要：本文首先阐述了天然气超声波流量计的结构、优缺点，接着对流量计测速原理进行探讨和分析。之后又详细介绍了对超声波流量计的日常操作和维护保养，最后针对在实习过程中学到的知识进行了总结并提出改进意见。
关键词：天然气 超声波流量计
1.超声波流量计的概况
1.1定义：利用超声在流体中的传播特性来测量流量的流量计为超声波流量计。
1.2结构：超声波流量计由超声波换能器、电子数据单元、流量计本体组成，根据他们所产生或接受到的超聲信号推导出流量测量值并把该信号转换为正比于流量标准化输出信号。
1.3超声波流量计的原理
气体超声波流量计有单声道与多声道之分。无论是单声道还是多声道，其基本工作原理都是相同的，都是在管道的一侧或两测嵌置两个能发射和接收声脉冲的探头。采用超声波检测技术，通过测量超声波沿气流顺向和逆向传播的声速差、压力和温度，算出气体流速及标准状态下的流量。
1.4超声波流量计的分类
按超声波流量计在管壁上的反射情况，可分为直射、单反射、双反射三种。
2.超声波流量计的安装
2.1安装环境
2.1.1 温度
流量计组件（包括上下游直管段、流量计、流动调整器、取温口、取压口）应采取必要的隔热、防冻及其他保护措施。
2.2.2振动
流量计的安装应尽可能避开振动环境，特别要避开可引起信号处理单元、超声换能器等部件发生共振的环境。
2.2.3电气噪声
在安装流量计及连接导线时，应避开存在较强电磁或电子干扰的环境，否则应咨询制造厂并采取必要的防护措施。
当声学噪声的频率范围与流量计的工作频率相近时，就可能会干扰声脉冲检测，从而干扰传播时间的测量。声学噪声干扰还会引起脉冲“误检测”，导致传播时间的错误测量，从而导致计量误差。
噪声的来源：高速气流流经管道、突出的探头、流动调整器以及附近工作中的调节阀均可能会产生声学噪声。
2.2日常操作
2.2.1记录计量数据
定期查看流量计算机的‘小时标况累积量’，‘日标况累积量’和‘总标况累积量’、温度、压力等数据，按照要求进行记录。具体查看步骤按照流量计算机使用操作说明书进行。
2.2.2天然气组分输入
在已经安装色谱分析仪的情况下，由色谱分析仪自动将组分信号传输给流量计算机进行标况流量的计算。
在没有安装色谱分析仪或者色谱分析仪故障的情况下，应根据相邻计量站气质参数值，通过人工输入方法输入到流量计算机，作为替代值来计算。气质组分变化时，应及时更换气质组分数据。
3.超声波流量计的维护保养
3.1维护要求
应定期检查信号处理单元和声道有无故障、零流量测量是否准确、超声换能器表面是否有沉积物等，以确保流量计的准确度，降低故障的发生率，提高设备使用寿命。
3.2维护内容
3.2.1声速检查
流量计所检测到的声速的数值应该是在一定范围内的稳定值。当声速值发生突然的跳变（变化幅度参照流量计厂家所提供的诊断数据）时，表明有故障存在。
3.2.2零流量测试
如果在零流量下进行测量时，所测得的气体流速值并不是一个稳定的低数值，表明可能存在测量误差。零流量测试，需要严格的测试条件，比如要保证管道中确实没有气体流过，且管道中的温度要保证恒定和均匀等。
3.2.3信噪比
通常情况下，流量计工作时有较高的信噪比，低信噪也会影响到测量准确度，具体信噪比的判断需要参照生产厂家所提供的诊断数据。如超出数据范围应在流量计和噪声源之间安装管路附件（过滤器、盲三通等）。
3.2.4增益值
在长时间内增益水平应该是稳定的。查看增益值如果大于生产厂家所提供的诊断数据，说明存在脏污、压力过低、流速过高、噪音等问题，应通过工艺调整，消除使增益值升高的因素。如：提高压力；降低流速；或者清洗检查或更换超声换能器。
3.2.5信号质量
超声流量计通常具有100%的信号质量，只有接近该超声流量计最大量程的情况下，才有可能低于100%。
3.2.6声速测试
使用GB/18604的计算方法得到理论声速后与实测声速比较，误差在生产厂家提供的诊断数据允许的范围内则为正常。
3.2.7小流量切除
由于管道内气流的撞击，会造成超声流量计的误判断，产生一个不真实的流量，所以需要利用流量计算机的小流量切除功能，根据实际情况进行小流量切除。
3.2.8气体超声流量计长期不用，应定期通电，以延长气体超声流量计的系统使用寿命。
4.总结与建议
计量在天然气工艺技术中占有极其重要的地位，精确的计量不仅可以避免天然气贸易中上、中、下游的诸多矛盾，而且还可以提高管道的管理水平。超声波流量计作为贸易结算的流量计量设备，是整个工艺站场的核心工艺设备。通过日常工作中的学习，我总结了一下几点建议：
4.1增加流量计培训，提高员工素质。现场管理人员和操作人员不仅要弄懂超声波流量计的原理，还要在此基础上加强对流量计操作和维护保养的技术知识，明确评价性能指标，及时更新天然气组分，对流量计进行定期清洗检查，确保流量计精度，使公司经济效益达到最大化。
4.2定期对与下游用户交接对比气量进行分析。如果在一个较长的时间段内，发现下游用户和本站输气量相差过大，就需要管理人员进行系统的分析。在排除燃气盗用、管存、泄漏、人为失误原因后，就需要检查是否计量设备出现问题，并进行及时解决，解决不了的尽快向生产科或厂家寻求帮助。
4.3加强管道密闭性管理。由于天然气本身具有无色、无味、气体，隐蔽性极强，泄漏极不容易被发现。因此，上述现象如得不到及时的维修、更换处理，就算再精密的设备也会引起输差。据相关资料估算，每年管道输送企业因燃气盗用、泄漏所产生的输差占。
参考文献：
[1] 李玉星 姚光镇. 输气管道设计与管理 中国石油大学出版社，2009
关键词：天然气 超声波流量计
1.超声波流量计的概况
1.1定义：利用超声在流体中的传播特性来测量流量的流量计为超声波流量计。
1.2结构：超声波流量计由超声波换能器、电子数据单元、流量计本体组成，根据他们所产生或接受到的超聲信号推导出流量测量值并把该信号转换为正比于流量标准化输出信号。
1.3超声波流量计的原理
气体超声波流量计有单声道与多声道之分。无论是单声道还是多声道，其基本工作原理都是相同的，都是在管道的一侧或两测嵌置两个能发射和接收声脉冲的探头。采用超声波检测技术，通过测量超声波沿气流顺向和逆向传播的声速差、压力和温度，算出气体流速及标准状态下的流量。
1.4超声波流量计的分类
按超声波流量计在管壁上的反射情况，可分为直射、单反射、双反射三种。
2.超声波流量计的安装
2.1安装环境
2.1.1 温度
流量计组件（包括上下游直管段、流量计、流动调整器、取温口、取压口）应采取必要的隔热、防冻及其他保护措施。
2.2.2振动
流量计的安装应尽可能避开振动环境，特别要避开可引起信号处理单元、超声换能器等部件发生共振的环境。
2.2.3电气噪声
在安装流量计及连接导线时，应避开存在较强电磁或电子干扰的环境，否则应咨询制造厂并采取必要的防护措施。
当声学噪声的频率范围与流量计的工作频率相近时，就可能会干扰声脉冲检测，从而干扰传播时间的测量。声学噪声干扰还会引起脉冲“误检测”，导致传播时间的错误测量，从而导致计量误差。
噪声的来源：高速气流流经管道、突出的探头、流动调整器以及附近工作中的调节阀均可能会产生声学噪声。
2.2日常操作
2.2.1记录计量数据
定期查看流量计算机的‘小时标况累积量’，‘日标况累积量’和‘总标况累积量’、温度、压力等数据，按照要求进行记录。具体查看步骤按照流量计算机使用操作说明书进行。
2.2.2天然气组分输入
在已经安装色谱分析仪的情况下，由色谱分析仪自动将组分信号传输给流量计算机进行标况流量的计算。
在没有安装色谱分析仪或者色谱分析仪故障的情况下，应根据相邻计量站气质参数值，通过人工输入方法输入到流量计算机，作为替代值来计算。气质组分变化时，应及时更换气质组分数据。
3.超声波流量计的维护保养
3.1维护要求
应定期检查信号处理单元和声道有无故障、零流量测量是否准确、超声换能器表面是否有沉积物等，以确保流量计的准确度，降低故障的发生率，提高设备使用寿命。
3.2维护内容
3.2.1声速检查
流量计所检测到的声速的数值应该是在一定范围内的稳定值。当声速值发生突然的跳变（变化幅度参照流量计厂家所提供的诊断数据）时，表明有故障存在。
3.2.2零流量测试
如果在零流量下进行测量时，所测得的气体流速值并不是一个稳定的低数值，表明可能存在测量误差。零流量测试，需要严格的测试条件，比如要保证管道中确实没有气体流过，且管道中的温度要保证恒定和均匀等。
3.2.3信噪比
通常情况下，流量计工作时有较高的信噪比，低信噪也会影响到测量准确度，具体信噪比的判断需要参照生产厂家所提供的诊断数据。如超出数据范围应在流量计和噪声源之间安装管路附件（过滤器、盲三通等）。
3.2.4增益值
在长时间内增益水平应该是稳定的。查看增益值如果大于生产厂家所提供的诊断数据，说明存在脏污、压力过低、流速过高、噪音等问题，应通过工艺调整，消除使增益值升高的因素。如：提高压力；降低流速；或者清洗检查或更换超声换能器。
3.2.5信号质量
超声流量计通常具有100%的信号质量，只有接近该超声流量计最大量程的情况下，才有可能低于100%。
3.2.6声速测试
使用GB/18604的计算方法得到理论声速后与实测声速比较，误差在生产厂家提供的诊断数据允许的范围内则为正常。
3.2.7小流量切除
由于管道内气流的撞击，会造成超声流量计的误判断，产生一个不真实的流量，所以需要利用流量计算机的小流量切除功能，根据实际情况进行小流量切除。
3.2.8气体超声流量计长期不用，应定期通电，以延长气体超声流量计的系统使用寿命。
4.总结与建议
计量在天然气工艺技术中占有极其重要的地位，精确的计量不仅可以避免天然气贸易中上、中、下游的诸多矛盾，而且还可以提高管道的管理水平。超声波流量计作为贸易结算的流量计量设备，是整个工艺站场的核心工艺设备。通过日常工作中的学习，我总结了一下几点建议：
4.1增加流量计培训，提高员工素质。现场管理人员和操作人员不仅要弄懂超声波流量计的原理，还要在此基础上加强对流量计操作和维护保养的技术知识，明确评价性能指标，及时更新天然气组分，对流量计进行定期清洗检查，确保流量计精度，使公司经济效益达到最大化。
4.2定期对与下游用户交接对比气量进行分析。如果在一个较长的时间段内，发现下游用户和本站输气量相差过大，就需要管理人员进行系统的分析。在排除燃气盗用、管存、泄漏、人为失误原因后，就需要检查是否计量设备出现问题，并进行及时解决，解决不了的尽快向生产科或厂家寻求帮助。
4.3加强管道密闭性管理。由于天然气本身具有无色、无味、气体，隐蔽性极强，泄漏极不容易被发现。因此，上述现象如得不到及时的维修、更换处理，就算再精密的设备也会引起输差。据相关资料估算，每年管道输送企业因燃气盗用、泄漏所产生的输差占。
参考文献：
[1] 李玉星 姚光镇. 输气管道设计与管理 中国石油大学出版社，2009