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水對E+H超聲波氣體流量計(jì)的影響分析

近幾年來,，我國天然氣行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)。在天然氣行業(yè)中流量計(jì)量是直接影響企業(yè)和用戶經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，越來越受到重視,。時(shí)差式E+H超聲波流量計(jì)以其精度高、可測量范圍大,、量程比大,、可測雙向流量和無壓損等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在天然氣行業(yè)中,。雖然目前天然氣處理工藝技術(shù)已經(jīng)非常先進(jìn)和完善,，但超聲波換能器上往往還會出現(xiàn)積水現(xiàn)象。這些積水主要來源于殘存的試壓水和管道內(nèi)濕空氣遇冷析出的冷凝水,，這些液態(tài)水致使超聲波流量計(jì)失效或出現(xiàn)計(jì)量故障,，造成經(jīng)濟(jì)損失，給企業(yè)和用戶帶來糾紛,。我公司備有E+H常用超聲波液位計(jì)現(xiàn)貨如果您有需要請謝謝,！FMU30-AAHEAAGGF   FMU30-AAHEAAGGF   FMU40-ARB2A2等

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  E+H ,FMU30時(shí)差式超聲波氣體流量計(jì)工作原理

    當(dāng)管道中沒有流動氣體時(shí)，超聲波流量計(jì)換能器A接收對應(yīng)換能器B發(fā)出的超聲波所用時(shí)間,，與換能器B接收所對應(yīng)的換能器A發(fā)出的超聲波所用時(shí)間相同,。當(dāng)有氣體流經(jīng)流量計(jì)時(shí),，順流方向超聲波傳播時(shí)間小于逆流方向傳播時(shí)間，氣體的流速與超聲波順流和逆流傳播時(shí)間差成函數(shù)關(guān)系[1],。

    2 水對  E+H ,FMU30超聲波氣體流量計(jì)的影響

    如圖1所示,，在充滿氣體的管道壁有兩個(gè)成一定夾角的超聲波換能器，設(shè)氣體流速為V,，管道直徑為D,，兩換能器中心線之間距離為L，兩個(gè)換能器延管線方向距離為X,，超聲波在被測氣體中靜止速度為C,。

圖1 液態(tài)水在超聲波流量計(jì)中位置

    在天然氣流經(jīng)換能器A和換能器B過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)原理,，與天然氣順流方向換能器B端部易存留積水,，而A端在受到流體的沖擊作用下不易產(chǎn)生積水。

    當(dāng)A,、B換能器均未積水的情況下,，根據(jù)時(shí)差法測算氣體流速原理，順流時(shí)間

       （1）

 逆流時(shí)間

      （2）

    由公式（1）和（2）推導(dǎo)計(jì)算出氣體流速V為

       （3）

    由此通過測量X,、L,、t1、t2就可計(jì)算氣體流速,，再將氣體流速加權(quán)修正后,，測算出氣體流量。

    在換能器B積水的情況下,，換能器A發(fā)出的超聲波會首先作用在積水上,，此時(shí)會出現(xiàn)兩種情況：一種情況是超聲波在水的反射作用下，使換能器B無法接收到超聲波,，因而造成流量計(jì)無法記錄數(shù)據(jù),；另一種情況是超聲波在氣體傳播實(shí)際距離為L′，在液態(tài)水中傳播距離為L-L′,。根據(jù)  E+H ,FMU30時(shí)差法超聲波測量原理,，順流時(shí)間

      （4）

    其中

      （5）

    式中Δt為超聲波在液態(tài)水中傳播時(shí)間。

    逆流時(shí)間

    其中

       （6）

    另外

      （7）

    由公式（4）,、（5）,、（6）、（7）計(jì)算得氣體實(shí)際速度V′為

      （8）

    超聲波氣體流量計(jì)后臺根據(jù)實(shí)際t1和t2,，計(jì)算出氣體流速V為

      （9）

    因?yàn)槌暡ㄔ谝簯B(tài)水傳播時(shí)間Δt相對于t1'很小,，可認(rèn)為，則有V>V′,，這樣引起了計(jì)量故障,，嚴(yán)重時(shí)會引起商業(yè)糾紛,。

    3 減少水對  E+H ,FMU30超聲波流量計(jì)影響措施

    （1）科學(xué)的設(shè)計(jì)是減少天然氣長輸管道存水的關(guān)鍵。在天然氣管道路由設(shè)計(jì)時(shí)要考慮長輸管道地勢低洼地段積水因素,；在場站設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各超聲波流量計(jì)前設(shè)備的排水功能和分離器系統(tǒng)的液態(tài)水處理功能,。雖然現(xiàn)在的分離器可以除去各種尺寸的固體顆粒，也能100%分離掉大于8～10μm的水汽,，但液態(tài)水的帶入會嚴(yán)重降低分離器的處理效果[2],。所以在設(shè)計(jì)工藝流程時(shí)，應(yīng)考慮在分離器前面加一級液態(tài)水處理裝置,，分離掉大部分從管道內(nèi)帶來的液態(tài)水,，其余少量水汽再由分離器除去。這種兩級分離工藝流程設(shè)計(jì)在國內(nèi)氣體超聲波流量計(jì)的場站中已經(jīng)得到應(yīng)用,，效果良好,。

    （2）投產(chǎn)前干燥管線是天然氣長輸管道干燥的重要保證。天然氣管道投產(chǎn)前的一般程序是試壓→除水→干燥→置換→投產(chǎn),。投產(chǎn)前的管道積水是管道內(nèi)液態(tài)水留存的主要原因,。雖然國家規(guī)范中未強(qiáng)制規(guī)定進(jìn)行干燥，但由于超聲波氣體流量計(jì)較其他氣體流量計(jì)對液態(tài)水非常敏感,，所以管線必須進(jìn)行干燥。

    （3）加強(qiáng)制度管理,，減少人為因素影響,。加強(qiáng)對超聲波流量計(jì)前設(shè)備的排水管理，尤其是對分離器的排污排水管理?，F(xiàn)在的分離器均設(shè)有排污管,，通過人工排除分離出的污水。但如果操作人員管理不到位,，積液會導(dǎo)致分離器失效,，使液態(tài)水隨天然氣進(jìn)入超聲波氣體流量計(jì)而造成計(jì)量故障。所以應(yīng)建立分離器和之前相關(guān)設(shè)備的巡檢,、點(diǎn)檢制度和保養(yǎng)規(guī)程,，確保及時(shí)排除污水。

    （4）定期對流量計(jì)進(jìn)行清洗,。根據(jù)實(shí)際情況,，定期取下超聲波換能器進(jìn)行清洗，除去換能器上的污物和液態(tài)水,，保證超聲波流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確,。

    4 結(jié)語

    由于超聲波氣體流量計(jì)在天然氣長輸管線計(jì)量中應(yīng)用時(shí)間較短，對液態(tài)水的影響理論研究不多,，也缺少改進(jìn)措施的探討和實(shí)踐,。液態(tài)水造成超聲波流量計(jì)計(jì)量失效或偏大,，這需要從設(shè)計(jì)、施工,、投產(chǎn)前準(zhǔn)備,、投產(chǎn)、日常管理,、流程的優(yōu)化和設(shè)備改進(jìn)等各方面制定措施,，防止管道積水和水汽，從而減少液態(tài)水的影響,，提高計(jì)量精度,，保證企業(yè)與用戶利益。全系列銷售德國E+H恩德斯豪斯產(chǎn)品,！提供完整的報(bào)價(jià)選型 ,！期待您的來電！

    參考文獻(xiàn)

    [1]胡建愷,，張謙琳1超聲波檢測原理和方法[M]1合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,，19931
    [2]蔣學(xué)程，倪建樂1正確選用氣體超聲波流量計(jì)[J]1油氣儲運(yùn),，2006（6）：57-581