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BURKERT流量計在氣計量中的幾點探討

2019/3/12  閱讀(41254)

  摘 要:超聲波流量計作為近些年應用于天然氣管道流量測量或計量用儀表,其有效地避免了常規接觸式流量測量儀表一些缺陷,避免管道內工藝介質的泄露、腐蝕、有毒有害等因素影響,對于專業技術人員應充分掌握超聲波流量計的工作特點、工作原理及產生計量精度偏差原因,才能更好地了解它,使用它,使其更好地服務于天然氣管輸計量。
 
  BURKERT流量計測量圓管內流量的儀表。它采用了先進的多脈沖技術、信號數字化處理技術及糾錯技術,使流量儀表更能適應工業現場的環境,計量更方便、經濟、準確。產品達到國內外先進水平,可廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領域。
 
  1. 超聲波流量計原理
 
  1.1 根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法( 直接時差法、時差法、相位差法和頻差法 )、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。
 
  1.2 超聲流量計和超聲波流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適于解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,它是發展迅速的一類流量計之一。
 
  超聲波流量計采用時差式測量原理:一個探頭發射信號穿過管壁、介質、另一側管壁后,被另一個探頭接收到,同時,第二個探頭同樣發射信號被第一個探頭接收到,由于受到介質流速的影響,二者存在時間差 Δt,根據推算可以得出流速 V和時間差 Δt 之間的換算關系 V=(C2/2L)×Δt,進而可以得到流量 Q 值。
 
  二、BURKERT流量計存在的測量缺點
 
  超聲波流量計目前存在的缺點首先是可測流體的溫度范圍受超聲波換能器及換能器與管道之間的耦合材料耐溫程度的限制,以及高溫下被測流體傳聲速度的原始數據不全。工業流量計量介質流速一般為每秒幾米,超聲波在氣相介質中的傳播速度一般情況小于 1600M/S,因此工藝介質流速與超聲波在工藝介質傳播速度之比大于 10-3,在理論推導計算時忽略此部分存在計量誤差增大。
 
  一般計量精度要求達到 1%[2],因此需要在處理計算時增加誤差補償實現削減誤差,這也正是超聲波流量計只有在集成電路技術迅速發展的前提下才能得到實際應用的原因。其次在氣相介質測量時由于噪聲也會引起超聲波流量計的準確精度,測量氣相介質時,超聲波流量計上下游的阻尼原件(如閥門、彎頭、變徑等)會產生除了能達到人耳頻率范圍內聲音外還能產生人耳無法聽到高頻超聲波,當這種聲波的頻率與氣體超聲波流量計的工作頻率相近時氣體超聲波流量計信噪比降低,從而影響流量計的測量準確度。此外被測介質的顆粒大小以及雜質含量也對測量精度產生影響,特別是在天然氣凈
 
  BURKERT流量計造成管輸過程介質微粒體積不均衡,影響超聲波傳播和反射時間,導致延遲或提前,致使流量計工作不正常,影響超聲波流量計計量精度。
 
  三、BURKERT流量計量中的應用
 
  在不斷改進下,超聲流量計的應用范圍越來越廣,在水利檢測、工業生產等領域都有應用。其測量精度雖然很高,但是管道安裝復雜多樣,使其穩定性和可靠性有所降低。除此外,在應用中還會出現一些使用故障,需及時進行處理。
 
  1. 影響因素
 
  ①管道中的部件和閥門較多,容易產生噪音,噪音的頻率一旦接近超聲流量計正常工作的頻率,勢必會影響頻率的接收,訊號傳遞的時間差的精確度也將有所降低,不利于天然氣的測量。相關資料顯示,在某些環境下,噪聲對流量計的測量精確度及重復性危害很大,高達 2%。為削弱噪音產生的不利影響,在設計時,應盡量達到無障礙、無彎頭的標準;流體要想保持均勻穩定,調節閥應盡量安裝在下游;在選擇計量計時,從優質廠家購置,保證具備較強的過濾能力,提高脈沖的接收能力。
 
  在長期的使用中,流量計中的電子元件難免出現老化、性能下降等情況,從而引起計量誤差的出現,在維護中需對此加以重視,需專業的技術人員親自檢查,進行現場維修。除了關鍵部件,其他外部設備的維護也尤為重要,如壓力變送器、一體化溫度變送器等,與測量的準確度關系密切,應做好相應的檢定維護工作;外設電源系統對超聲流量計的運行狀態和使用壽命有很大影響,應保證其穩定性和安全性;另外,線路出現問題勢必也會影響到計量的溫度、時間等,從中可知,每一個環節都發揮著不可代替的作用,需加以重視,才能保證整個系統的完整。
 
  2. 故障與處理
 
  ①在測量過程中,有時天然氣處于正常的流動狀態,但是流量計沒有顯示,出現這種狀況,可能是顯示單元損壞所致,也可能是保險絲被燒斷造成,重要接口接觸不良或不牢固也會出現此狀況。因此,在測量之前,應做好各項檢查工作,保證控制器的顯示沒有故障代碼,若有,應及時調整;用專業的歐姆表對接口和保險絲進行測定,有不合格者,需及時更換。
 
  ②測量中難免會出現誤差,但誤差應控制在最小范圍內,若誤差偏大,則有可能是管道狀態不合標準,管內有堆積物或管內壁粘有臟物等造成。為縮減誤差,需對管道的材質、管內壁、以及管壁厚度等仔細檢查,保證符合標準;若管內壁粘附臟物或銹蝕層,內徑面積將減少,從而引起誤差,應根據具體情況進行清理,如有必要,更換管道;管道內有堆積物時,要么將其清除,要么更換到其他地點安裝;直管段應符合天然氣的均勻流態。如果還不能解決問題,應檢查流量計的調整和存在問題。
 
  BURKERT流量計在天然氣計量實際應用案例
 
  BURKERT流量計輸管道輸天然氣氣站采用 DN250 的超聲流量計,進行計量后向省管網供氣,最大工作壓力為 10MPa。進站壓力為 5.4MPa,出站壓力為 2.5MPa,流量計安裝正確。投產初期,發現流量計計數與下游管網首站同類型超聲流量計偏差超過 10%。
 
  由于投產前用水作為試壓介質對管道進行了通球清管。試壓、清管結束后未干燥徹底,管道內殘留部分濕空氣。站內管道裸露在空氣中,且天然氣氣壓力較高,導致管道內積水結冰。通過注醇、在裸露管道上增加保溫層、清管,降低了天然氣的水露點,提高管內氣體溫度,減少了管道內積水,有效解決了冰堵,使流量計測量誤差控制在雙方商定范圍之內。


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