流量測(cè)量準(zhǔn)確度

a.氣體超聲流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度受下列諸因素的影響：流量計(jì)殼體幾何尺寸和超聲傳 感器位置的參數(shù)的準(zhǔn)確性；流量計(jì)所采用的積分技術(shù)；速度分布剖面的質(zhì)量、氣流的脈動(dòng)程 度和氣體的均勻性；傳播時(shí)間測(cè)量的準(zhǔn)確度。傳播時(shí)間測(cè)量的準(zhǔn)確度又取決于電子時(shí)鐘的穩(wěn) 定性、對(duì)聲脈沖波參考位置檢測(cè)的一致性及對(duì)電子元件和傳感器信號(hào)滯后的適當(dāng)補(bǔ)償。

對(duì)于每一尺寸結(jié)構(gòu)的氣體超聲流量計(jì)，制造廠家應(yīng)規(guī)定流量界限值，即zui小流量gmin、 轉(zhuǎn)換點(diǎn)流量和zui大流量扣ax，而且在不同的流量區(qū)間進(jìn)行任何校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，測(cè)量性能應(yīng)滿足下列要求。

重復(fù)性：±0.2%    qt≤q≤qmax    (g為被測(cè)流量，下同。）

            ±0.4%   qmin≤q≤qt

分辨率：0. 001m/s 

速率采樣間隔：≤1s

zui大峰間誤差（見圖3. 25): 0.7%, qt≤q≤qmax 

零流量讀數(shù)（對(duì)于每一聲道）：<12mm/s

氣體超聲流量計(jì)的準(zhǔn)確度不僅同流速有關(guān)，而且同儀表口徑有關(guān)。對(duì)于小口徑儀表，由 于聲道長(zhǎng)度較短，在紊流氣體中測(cè)量聲波傳播對(duì)間比較困難，因此小口徑氣體超聲流量計(jì)的 準(zhǔn)確度較難提高。

b. 大口徑流量計(jì)的準(zhǔn)確度。在進(jìn)行任何校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，口徑等于或大于300mm的 多聲道氣體超聲流量計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足下列測(cè)量準(zhǔn)確度要求（見圖3.25)。

zui大誤差：±0.7 %     qt≤q≤qmax

               ±1. 4%     qmin≤q≤qt

c. 小口徑流量計(jì)的準(zhǔn)確度。在進(jìn)行任何校準(zhǔn)系數(shù)調(diào)整之前，口徑小于300mm的多聲道 氣體超聲流量計(jì)應(yīng)滿足下列測(cè)量準(zhǔn)確度要求（見圖3.25)。

zui大誤差：±1.0%    qt≤q≤qmux 

               ±1.4%    qmin≤q≤qt

d. 雙向測(cè)量的準(zhǔn)確度。氣體超聲流量計(jì)具有雙向測(cè)量能力，而且雙向測(cè)量的準(zhǔn)確度相同。

儀表的使用

a. 適用范圍。氣體超聲流量計(jì)適用于DiV>100mm、3MPa (表壓）的生產(chǎn)裝置、 輸氣管線、儲(chǔ)藏設(shè)施、配氣系統(tǒng)和大用戶終端計(jì)量站中的天然氣計(jì)量。

b. 天然氣氣質(zhì)要求。流量計(jì)所測(cè)量的天然氣組分一般應(yīng)在GB/T 17747和GB 17820所 規(guī)定的范圍內(nèi)；天然氣的真實(shí)相對(duì)密度為0.55?0.8。

在可衰減聲波的co2含量超過10%，或在接近天然氣混合物臨界密度的條件下工作， 或總含硫量超過460mg/m3 (包括硫醇、H2S和元素硫）的情況下，用戶應(yīng)向制造廠提出相 應(yīng)的專門要求。

c. 測(cè)量管內(nèi)附著物的處理。正常輸氣工況下在流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的附著物（如凝析液或 帶有加工雜質(zhì)的油品殘留物、灰和砂等）會(huì)減少流量計(jì)的流通面積，影響計(jì)量準(zhǔn)確度。同時(shí) 附著物還會(huì)阻礙或衰減超聲傳感器發(fā)射和接收超聲信號(hào)，或者影響超聲信號(hào)在流量計(jì)測(cè)量管 內(nèi)壁的反射，因此流量計(jì)測(cè)量管應(yīng)定期檢査、清洗。

儀表的安裝

a.避開振動(dòng)環(huán)境。氣體超聲流量計(jì)的安裝應(yīng)盡可能避開振動(dòng)環(huán)境，特別要避開可能引起信號(hào)處理單元、超聲換能器等部件發(fā)生共振的環(huán)境。

b.避免聲學(xué)噪聲干擾。來自被測(cè)介質(zhì)內(nèi)部的噪聲可能會(huì)對(duì)氣體超聲流量計(jì)的準(zhǔn)確測(cè)量 帶來不利影響，在設(shè)計(jì)、安裝過程中應(yīng)讓氣體超聲流量計(jì)盡可能遠(yuǎn)離噪聲源或采取措施消除 噪聲干擾。

C.氣體過濾。在介質(zhì)較臟的場(chǎng)合，可在流量計(jì)的上游安裝效果良好的氣體過濾器。過 濾器的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)能夠保證在zui大流量下產(chǎn)生盡可能小的壓力損失和流態(tài)改變。在使用過 程中，應(yīng)監(jiān)測(cè)過濾器的差壓，定期進(jìn)行污物排放和清洗，確保過濾器在良好的狀態(tài)下工作。

d.雙向應(yīng)用的配管。如果所使用的氣體超聲流量計(jì)具有雙向流測(cè)量功能，并且也準(zhǔn)備 將其應(yīng)用于這種測(cè)量場(chǎng)合，那么在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，流量計(jì)的兩端都應(yīng)視為上游，即下游的管道 配置形式及相關(guān)技術(shù)要求應(yīng)與上游一致，并符合直管段等要求。

組態(tài)和維護(hù)軟件

流量計(jì)應(yīng)具有對(duì)信號(hào)處理單元（轉(zhuǎn)換器）進(jìn)行就地和遙控組態(tài)及 監(jiān)控流量計(jì)運(yùn)行的能力，該軟件至少應(yīng)當(dāng)顯示和記錄下列數(shù)據(jù)：瞬時(shí)流量、軸向平均流速、 平均聲速、沿每一聲道的聲速和每一超聲換能器所接收的聲波信號(hào)的質(zhì)量。

報(bào)警功能

流量計(jì)應(yīng)能以失效安全型、干繼電器接點(diǎn)或與地隔離的無源固態(tài)開關(guān)的 形式提供下述報(bào)警狀態(tài)輸出，以便及時(shí)采取應(yīng)急措施。

a. 輸出失效：當(dāng)在管輸條件下指示的流量無效時(shí)。

b. 故障狀態(tài)：當(dāng)若干個(gè)監(jiān)視參數(shù)中的任一個(gè)在相當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間內(nèi)超出了正常工作范圍。

c. 部分失效：當(dāng)多路聲道的一個(gè)或多個(gè)無法使用時(shí)。

零流量檢驗(yàn)測(cè)試

每臺(tái)流量計(jì)都應(yīng)進(jìn)行零流量檢驗(yàn)測(cè)試，并遵循以下步驟。

a. 在流量計(jì)兩端裝上盲板后，用抽吸或置換的方法將流量測(cè)量管內(nèi)的所有空氣排出， 壓進(jìn)聲速已知的純氣體（通常為氮?dú)猓┗蚧旌蠚怏w，在這個(gè)測(cè)量腔內(nèi)保持零流量。

b. 從測(cè)試開始，氣體的壓力和溫度應(yīng)保持穩(wěn)定。在零流量時(shí)，信號(hào)的順流傳播時(shí)間h 和逆流傳播時(shí)間應(yīng)是相等的，即

tD= tu=L/c

實(shí)流校準(zhǔn)

a. 校準(zhǔn)應(yīng)測(cè)試下列流量點(diǎn):qmin, 0. 109max, 0.25gmax、0. 40gmax、0. 70q

max 和 gmax o

b. 實(shí)流校準(zhǔn)應(yīng)在用戶平均操作條件的氣體溫度、壓力和密度下進(jìn)行。校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮標(biāo) 準(zhǔn)裝置的不確定度對(duì)測(cè)試結(jié)果不確定度的合成。

C.在實(shí)流校準(zhǔn)測(cè)試時(shí)，每個(gè)流量點(diǎn)至少測(cè)試3次，每次數(shù)據(jù)采集時(shí)間不得小于100s， 一般為200s，并取3次平均值，在流量下限部分，測(cè)試可增加到5?10次。

d. 校準(zhǔn)完畢，可根據(jù)各流量實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的誤差計(jì)算校正值，并采用合適的誤差修正方法予以修正。

現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試要求

氣體超聲流量計(jì)一般都有豐富的自診斷功能，在儀表工作異常 時(shí)，調(diào)閱診斷信息，可獲得重要線索。除此以外，還可通過下面的測(cè)試和分析，對(duì)儀表工作 情況作出判斷。

a. 零流量測(cè)試。在無流動(dòng)介質(zhì)的情況下，檢查流量計(jì)的讀數(shù)是否為零或在流量計(jì)本身 規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

b. 聲速測(cè)試及分析。首先測(cè)出某一工況條件下的實(shí)際聲速，再計(jì)算出相同條件下的理 論聲速，兩者之間的差值應(yīng)在儀表本身規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

c. 聲道長(zhǎng)度測(cè)試及分析。首先測(cè)量出實(shí)際聲道長(zhǎng)度，然后在零流量條件下，由理論聲 速和測(cè)量出的傳播時(shí)間計(jì)算出聲道長(zhǎng)度，兩者之間的差值應(yīng)在儀表本身規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

d.聲道間讀數(shù)差異檢查。對(duì)于多聲道超聲流量計(jì)，應(yīng)檢查不同聲道在零流量條件下的 讀數(shù)，其讀數(shù)差異應(yīng)在儀表本身規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

城市天然氣流量計(jì)的選型城市是天然氣使用的zui終用戶，城市普遍使用天然氣是 現(xiàn)代化的標(biāo)志之一。面對(duì)系統(tǒng)繁雜、需求多樣的用戶群體，要處理許多同輸氣計(jì)量站不同的 問題，其顯著的特點(diǎn)是：流體壓力較低（1.6MPa以下）；口徑較小（DN300以下）；安裝 條件差（直管長(zhǎng)度不足管道維護(hù)力量薄弱；要求計(jì)量?jī)x表功能簡(jiǎn)明易懂、操作方便、免 維修、價(jià)格適中等。在作計(jì)量?jī)x表選型時(shí)，不僅要考慮用戶的經(jīng)濟(jì)承受能力，還要兼顧用戶 單位儀表選型的傳統(tǒng)習(xí)慣。在眾多的流量計(jì)類型中，除了上面三種，常見的還有下面幾種。

①旋轉(zhuǎn)式容積流量計(jì)。用作天然氣計(jì)量的旋轉(zhuǎn)式容積流量計(jì)主要是氣體腰輪流量計(jì)， 不僅可用來計(jì)量干氣，也可用來計(jì)量濕氣（即伴生氣）。由于孔板流量計(jì)和渦輪流量計(jì)不適 應(yīng)測(cè)量含有液滴的伴生氣，氣體腰輪流量計(jì)因沒有嚴(yán)格要求，所以相對(duì)具有一定的*性。 容積式流量計(jì)的另一優(yōu)點(diǎn)是對(duì)流動(dòng)脈動(dòng)不敏感。

氣體腰輪流量計(jì)在使用中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。

a. 為防卡、堵，流量計(jì)前應(yīng)加裝網(wǎng)目數(shù)恰到好處的過濾器，并注意排污、檢査和清洗過濾網(wǎng)。

b. 儀表投運(yùn)前應(yīng)先走旁通，并確保儀表前、過濾器后的管段內(nèi)沒有焊渣等垃圾。投運(yùn) 步驟與前面所述的氣體渦輪流量計(jì)相同。防止腰輪在超速條件下運(yùn)行。

c. 應(yīng)防止計(jì)量腔積液，為此，儀表應(yīng)垂直安裝，流量計(jì)應(yīng)高出工藝管線，以便定期排 出積液。

d. 容積式流量計(jì)運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)，其上下游壓差可能產(chǎn)生相應(yīng)變化，因此維修人員應(yīng) 經(jīng)常留心觀察此壓差，從而對(duì)故障是否存在作出判斷。

e. 沖洗管道的蒸汽禁止通過流量計(jì)。

f. 定期拆洗保養(yǎng)和潤(rùn)滑。

容積式流量計(jì)的不足之處是高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)噪聲較大。轉(zhuǎn)動(dòng)部分一旦被垃圾卡死就會(huì)影響天 然氣的供應(yīng)。其另一個(gè)特殊的地方是有降壓脈動(dòng)。根據(jù)測(cè)量原理，腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生小的壓 力脈動(dòng)。通常情況下，此脈動(dòng)對(duì)自身測(cè)量無影響，但在用標(biāo)準(zhǔn)表同腰輪流量計(jì)串聯(lián)起來校準(zhǔn) 時(shí)，就有可能對(duì)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)

a. 儀表結(jié)構(gòu)與工作原理。旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的結(jié) 構(gòu)如圖3. 26所示，它由殼體、旋渦發(fā)生器、檢測(cè)元 件和轉(zhuǎn)換顯示系統(tǒng)組成。旋渦發(fā)生器使氣流旋轉(zhuǎn)并產(chǎn) 生旋渦流，殼體內(nèi)的文丘里管及擴(kuò)散段使渦流發(fā)生進(jìn) 動(dòng)，檢測(cè)元件將進(jìn)動(dòng)頻率檢測(cè)出來。轉(zhuǎn)換和顯示系統(tǒng) 將檢測(cè)到的信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換后經(jīng)運(yùn)算在顯示器上顯示 并將信號(hào)送二次表處理。

b. 儀表的特點(diǎn)：工作溫度范圍寬；范圍度大； 雷諾數(shù)在一定范圍內(nèi)，不受流體溫度、壓力、密度和 黏度影響；適應(yīng)性強(qiáng)，除含有較大顆粒或較長(zhǎng)纖維雜 質(zhì)外，一般不需裝過濾器；對(duì)上下游直管段要求較 低，取上游4D和下游2D直管段即可；輸出頻率同 體積流量成線性關(guān)系。

其不足之處是壓損較大，其次，旋進(jìn)旋渦流量計(jì)屬流體振動(dòng)式流量計(jì)，對(duì)于管道振動(dòng)和電磁干擾較敏感，所以只能在振動(dòng)較小、無電磁干擾的環(huán)境中使用。