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      超聲波流量計在管道內氣體流量測量中的作用

      時(shí)間:2024-04-03 10:06:24 點(diǎn)擊:240次

      在國內包括石油、天然氣、頁(yè)巖氣輸送、煤炭瓦斯氣體管道等能源行業(yè)中對管道內的氣體流量測量領(lǐng)域,在當今實(shí)現碳源的準確跟蹤和碳排放在碳計量工作中的精確校準的背景下,對管道內流量的高精度測量,對節約能源和降低生產(chǎn)成本是十分重要的。目前應用最為廣泛的監測計量設備有傳統的孔板、均速管、皮托管、V型錐、渦街、威力巴流量計和氣體超聲波流量計等。

      其中傳統的孔板流量計的優(yōu)點(diǎn)是結構設計簡(jiǎn)單、計量穩定,缺點(diǎn)是安裝復雜、測量量程范圍小、流經(jīng)孔板流量計的氣體受到人為強制變徑引起較大的壓力損失;均速管和皮托管等流量計幾乎無(wú)壓損、可靠性較高、介質(zhì)適應性好等優(yōu)點(diǎn),但是在測量煤礦鉆場(chǎng)單孔小管徑、低流速、小流量等特殊情況下就顯示出自身的缺點(diǎn),故近幾年正逐步被新型的產(chǎn)品予以取代; 低碳經(jīng)濟的發(fā)展對管道內的氣體流量計量工作提出了新的標準和要求,其精度高達0.5%,可重復性強、無(wú)活動(dòng)部件、堅固耐用、對較大壓力變化不敏感、上下游直管段距離小(上游10D,下游3D),被測流體含有砂、水、泥漿、氣泡等多種非常復雜物質(zhì),其中所以在管道內氣體流量的測量中還存在一些突出的問(wèn)題需要解決。

      于是包括明道法、超聲波檢測等一些用來(lái)測量混有多種雜質(zhì)的復雜流體的流量進(jìn)行高精度的新技術(shù)新工藝運運而生,利用超聲波技術(shù)與其他輔助手段相結合,根據被測介質(zhì)的不同聲速來(lái)確定其成分;目前該領(lǐng)域的專(zhuān)家、學(xué)者和研究人員發(fā)現,在氣體流量測量問(wèn)題上,超聲波流量計具有非接觸式測量、測量精度高、測量范圍寬,以及安裝、使用、維護方便等突出的優(yōu)勢,非常適用于石油化工、天然氣、工業(yè)等行業(yè),已成為天然氣貿易中最重要的測量?jì)x器。國外進(jìn)口的多通道超聲波氣體流量計是解決這一問(wèn)題的好方法,但是價(jià)格昂貴,限制了其在工業(yè)中大量的應用。

      近年來(lái),我國也開(kāi)始大力推進(jìn)氣體超聲波流量計的發(fā)展,并于2001年制定了GB/T 18604—2001《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》國家標準,2007年制定了JJG 1030—2007《超聲流量計》檢定規程,2014 年發(fā)布了修改后的GB/T 18604—2014《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》國家標準,因此體超聲流量計具有巨大的研究?jì)r(jià)值和廣闊的應用前景,已成為流量計領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和應用熱點(diǎn)?,F有國內的超聲波流量計用于測量液體的較多,成本相對從國外進(jìn)口而言較低。液體超聲流量計中成熟的信號處理方法根本不適用于氣體測量領(lǐng)域,總體的測量性能不高。

      氣體超聲流量計是一種通過(guò)提取超聲波回波信號中的氣體流量信息來(lái)計算管道中氣體流量的流量計,其測量原理主要分為噪聲法、相位差法、頻差法和時(shí)間差法。新技術(shù)流量計一般用于有特定背景的實(shí)驗室或測試場(chǎng)合,目前典型的新技術(shù)流量計有電磁流量計、質(zhì)量流量計、流體振動(dòng)流量計和超聲波流量計??偟膩?lái)說(shuō),由于國外對氣體超聲流量計的研究起步較早,有大量的現場(chǎng)數據和研究數據作為支撐,如不同氣體在不同壓力和溫度下的聲速,各種工況下的超聲衰減等。

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