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      超聲波流量計在管道內氣體流量測量中的作用

      時間:2024-04-03 10:06:24 點擊:82次

      在國內包括石油、天然氣、頁巖氣輸送、煤炭瓦斯氣體管道等能源行業中對管道內的氣體流量測量領域,在當今實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點是結構設計簡單、計量穩定,缺點是安裝復雜、測量量程范圍小、流經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壓損、可靠性較高、介質適應性好等優點,但是在測量煤礦鉆場單孔小管徑、低流速、小流量等特殊情況下就顯示出自身的缺點,故近幾年正逐步被新型的產品予以取代; 低碳經濟的發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、無活動部件、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,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題需要解決。

      于是包括明道法、超聲波檢測等一些用來測量混有多種雜質的復雜流體的流量進行高精度的新技術新工藝運運而生,利用超聲波技術與其他輔助手段相結合,根據被測介質的不同聲速來確定其成分;目前該領域的專家、學者和研究人員發現,在氣體流量測量問題上,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勢,非常適用于石油化工、天然氣、工業等行業,已成為天然氣貿易中最重要的測量儀器。國外進口的多通道超聲波氣體流量計是解決這一問題的好方法,但是價格昂貴,限制了其在工業中大量的應用。

      近年來,我國也開始大力推進氣體超聲波流量計的發展,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價值和廣闊的應用前景,已成為流量計領域的研究重點和應用熱點?,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域,總體的測量性能不高。

      氣體超聲流量計是一種通過提取超聲波回波信號中的氣體流量信息來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、頻差法和時間差法。新技術流量計一般用于有特定背景的實驗室或測試場合,目前典型的新技術流量計有電磁流量計、質量流量計、流體振動流量計和超聲波流量計??偟膩碚f,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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