目前，天然氣在我國國內(nèi)已經(jīng)呈現(xiàn)出較為迅猛的發(fā)展態(tài)勢，在社會生產(chǎn)的各個行業(yè)中均有涉及，而超聲波流量計作為一種計量部件，因其具有精準(zhǔn)度高、測量范圍廣、重復(fù)性好、無可動部件、適用范圍廣等諸多特點，故成為我國大口徑天然氣長輸管道計量中所較常應(yīng)用的流量計，并且取得較為良好的效果。然而，在實際使用的過程中仍然存在較多問題，需要相關(guān)部門在使用過程中定期對其進(jìn)行檢修，排除一切干擾因素，只有這樣才可以在非常大程度上保證超聲波流量計使用的準(zhǔn)確性。

 

1 超聲波流量計的工作原理

    超聲波流量計在實際使用的過程中具有多種不同的方式，這種計量方法通常是被應(yīng)用于天然氣高精度流量的測量中。這種儀器在使用中通常是在管壁上安裝一對斜角為j的超聲換能器，這兩個換能器同時和定時向?qū)Ψ桨l(fā)射和接受對方的超聲信號，以此來完成相關(guān)的計量工作。在實際測量的過程中需要保證流通通道沒有障礙，適用于一些難度相對較大的大口徑測量的情況，并且可以充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢。而超聲信號在傳遞過程中通常會受到管道中介質(zhì)的影響，這就需要在測量中針對具體的測量對象，采用不同的方法方式，以保證測量工作的穩(wěn)定性。一般情況下，超聲波流量計的計量方式主要可以分為三種，非常好種是時差法。該種方法在實際應(yīng)用的過程中，主要是利用順利傳播時產(chǎn)生速度差異而形成的時間差來計算流體的速度。在這一過程中，一方的超聲信號在兩個聲波發(fā)送器和接收器之間來回傳遞，并且會與管道呈現(xiàn)出固定的一個夾角，而在傳遞過程中下游聲波會受到流體作用的影響，出現(xiàn)速度加快的情況，而上游則是會有相應(yīng)的延遲，通過這種方式可以實現(xiàn)對管道內(nèi)流體的有效計量。第二種是相位差法。時差的出現(xiàn)通常會引起一定的相位差，通過對相位差的計量可以推測出流體的流量。在聲波沿著管道的軸線方向進(jìn)行傳遞的過程中，通常會受到流體因素的影響，因而在下游聲波的傳播方向會有所偏離。偏離的聲波方向則會與流速呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，從而實現(xiàn)對流體的有效計量。第三種是頻差法。在超聲波傳遞的過程中，若是流體出現(xiàn)不均勻的情況，聲波就會隨著這種不均勻狀況而出現(xiàn)散射現(xiàn)象。若是流體和發(fā)送器之間存在相對運(yùn)動，則發(fā)送信號在經(jīng)過散射后被接收器所接收到的信號會出現(xiàn)多普勒頻移，而利用這種方式也可以實現(xiàn)對流體的有效計量。

 

2 超聲波流量計在天然氣計量中的具體應(yīng)用

    超聲波流量計是科技發(fā)展下所產(chǎn)生的一種新型天然氣計量方式，不僅可以增加測量的準(zhǔn)確性，同時還可以有效提高天然氣計量的精度，因此被廣泛應(yīng)用至天然氣計量中。與傳統(tǒng)的孔板、渦輪流量計相比，這種新型的計量方式具有明顯優(yōu)勢。首先是適用于各種管徑的氣體流量測量，測量精度較高，并且可以根據(jù)實際情況進(jìn)行重復(fù)或者多次測量，受沉積物、濕氣的影響相對較小，為超聲波流量計的廣泛應(yīng)用奠定了有力基礎(chǔ)。在實踐的過程中，超聲波流量計通常是被應(yīng)用在管徑較大的天然氣計量中，主要是由于其成本相對較高，在引進(jìn)該項技術(shù)初期，通常只被應(yīng)用于大管徑天然氣輸送管道計量中，例如在西氣東輸工程中，全程4200km的輸送管道中，各級門站、分輸站、儲氣庫、LNG氣化站等，均是采用超聲波流量計這種新型計量方式，而隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，這種計量方式也逐漸被應(yīng)用至城市天然氣輸送管道中。與傳統(tǒng)計量方式相比，這種計量方式的影響因素相對較小，且準(zhǔn)確性較高，加之城市天然氣管道分布較為零散，因此在各個分散的用氣點均需要使用分表計量，從而有效提高超聲波流量計計量的準(zhǔn)確性。目前，若是按照適用范圍進(jìn)行劃分，則超聲波流量計大致可以劃分為以下幾種：非常好，適用于高壓氣體流量計計量中的流量計；第二，適用于貿(mào)易計量的Q型超聲波流量計；第三，適用于生產(chǎn)過程氣體流量計量的流量計；第四，適用于火炬氣體流量計量的流量計。這充分說明了超聲波流量計應(yīng)用的廣泛性。雖然，適用于不同范圍的超聲波流量計，其安裝細(xì)節(jié)會存在一定的差異，但是從整體上而言，其原理相同，需要安裝工人與技術(shù)人員格外注意。

 

3 超聲波流量計的故障問題及處理方式

    隨著目前天然氣使用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，天然氣計量的準(zhǔn)確性也需要得到進(jìn)一步提升，以充分保證天然氣使用的安全性，同時也可以實現(xiàn)對天然氣的實時動態(tài)控制。超聲波流量計作為一種較常應(yīng)用于大口徑天然氣輸送管道氣體計量的專用設(shè)備，在使用過程中難免會出現(xiàn)各種故障，而在故障產(chǎn)生后相關(guān)技術(shù)人員也需要在非常好時間內(nèi)做出正確反應(yīng)，并對其進(jìn)行有效處理，為天然氣計量工作的順利進(jìn)行奠定有力基礎(chǔ)。

    首先，若是在天然氣計量的過程中出現(xiàn)流量計不顯示，而天然氣卻是始終處于流動狀態(tài)的情況，則故障的原因極有可能是因為顯示單元損壞，除此之外還有可能是因為保險絲出現(xiàn)斷裂，而接口之間因接觸不良所產(chǎn)生的后續(xù)問題也會導(dǎo)致這一情況。因此，技術(shù)人員在對天然氣管道內(nèi)氣體進(jìn)行測量時，必須要做好事前的檢查工作，而在檢查過程中主要是對控制器顯示是否正常進(jìn)行檢查若是存在故障代碼，則是需要對其進(jìn)行調(diào)整，同時使用更為專業(yè)的歐姆表對各個接口和保險絲是否存在問題進(jìn)行檢查，若是存在不合格的情況，應(yīng)在非常好時間進(jìn)行更換，以保證天然氣計量的準(zhǔn)確性。

    其次，在天然氣計量的過程中難免會出現(xiàn)計量偏差的情況，若是偏差數(shù)值處于較小的一個范圍內(nèi)，則屬于正常，若是偏差值相對較大，則有可能是因為管道狀態(tài)不符合標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生這種情況的主要原因是由于在天然氣管道內(nèi)部存在較多雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)通常是附著在管道內(nèi)壁，進(jìn)而導(dǎo)致超聲波流量計計量出現(xiàn)一定偏差，無法保證計量的準(zhǔn)確性。針對這一情況，技術(shù)人員應(yīng)注意對管道材料、管內(nèi)壁、管壁厚度等方面進(jìn)行全方位的檢查，檢查其是否符合標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)該結(jié)合實際情況，定期對管道內(nèi)部的雜質(zhì)、銹蝕層等進(jìn)行清理，以防止內(nèi)徑、面積出現(xiàn)減小的情況而影響到超聲波流量計的計量工作。除此之外，還需要對管道內(nèi)堆積物進(jìn)行清理，以保證天然氣可以均勻流動。

    非常后，若是從理論上進(jìn)行分析，在天然氣處于靜止?fàn)顟B(tài)時，超聲波流量計所顯示的數(shù)值應(yīng)為零，然而在實際應(yīng)用的過程中，超聲波流量計所顯示的數(shù)值有時會不為零。產(chǎn)生這一情況的主要原因較多，例如閥門沒有關(guān)緊，若是閥門沒有關(guān)緊，則在管道內(nèi)部會因?qū)α鞫�引起零點設(shè)置缺陷，這一缺陷便會造成超聲波流量計出現(xiàn)不為零的情況。針對這一情況，技術(shù)人員在進(jìn)行維修檢查的過程中就應(yīng)對閥門是否被完全關(guān)閉進(jìn)行檢查，另外對于管道內(nèi)部的溫度也應(yīng)該進(jìn)行檢查，以防止在超聲波流量計計量過程中出現(xiàn)對流情況，以保證計量的準(zhǔn)確性。

 

4 結(jié)語

    綜上所述，目前隨著天然氣應(yīng)用范圍的進(jìn)一步增加，其計量方式也有了較大程度的改善，而超聲波流量計因具有精準(zhǔn)度高、結(jié)實耐用、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)勢，逐漸成為現(xiàn)階段天然氣計量中所采用的首選方式，在一定程度上為天然氣計量工作的順利開展提供了充足的保障。在這樣的條件下，天然氣計量工作質(zhì)量將會得到進(jìn)一步提升，針對超聲波流量計在使用過程中可能出現(xiàn)的各種問題，也應(yīng)及時制定有效的解決措施，并且逐漸完善，從而有效提高天然氣計量工作的質(zhì)量，為今后進(jìn)一步完善與發(fā)展該項工作打下堅實基礎(chǔ)。