天然气计量技术—气体超声波流量计.pptVIP

天然气计量技术讲座  丹尼尔超声波流量计的发展历史 八十年代初期, 英国煤气公司开始研发四通道的超声波流量计 1986: 英国煤气公司授权Daniel公司作为唯一的开发商,进一步开发该类型流量计的工业领域的应用 1989: 第一台模拟电路超声波流量计顺利出厂,在英国开始销售并用于商业计量 1993: DANIEL公司采样自动增益控制和数字信号处理技术改善了流量计的电子单元,提高了信号的保真度和流量计的精度 1994: DANIEL引入防爆的Mark II电子处理装置 丹尼尔超声波流量计的发展历史 1998: DANIEL开发出可在线拆装的超声波探头器并可提供在线带压拆装工具 2000: 中油西南分公司采用7台DANIEL高级超声波流量计用于贸易计量，向重庆和四川的大型天然气用户供气。 2001：大庆油田天然气公司采用7台DANIEL 中级超声波流量计用于储气库和内部管线计量。 超声波流量计的基本原理 用于天然气流量测量的超声流量计使用的是时间差法。图1 为直射式超声流量计的工作原理示意图。在管壁两边安装一对斜角为?的超声换能器，两个换能器同时或定时向对方发射和接收对方的超声信号。 图2 超声探头工作原理图 时间直通式原理的技术特点 声波由一个探头发射另一个接收，不经管壁反射 声波由上游向下游传输的时间(由于声波被气流推动)小于声波由下游向上游传输的时间(声波被气流反向阻挡) 这两个时间之差与气流的速度存在某种对于关系 从上下游测得的传输时间可以计算出气流的平均速度和声波的速度 流量从上述方程中求出 多通道即多路流速测量! 权重因子仅取决于探头的几何分布情况! 流量与流体的流速和截面积有关 对单通道和双通道流量计来说 超声波流量计结构 根据换能器多少，目前气体超声流量计有一至六声道流量计；根据超声波在管壁上的反射情况，又可分为直射、单反射和双反射三种。 结构—单声道流量计 一般都采用单反射技术，计量不确定度为: 1.0~2.0%。 结构—单声道流量计 结构—双声道流量计 Daniel 采用的是直射技术； Instromet采用的是双反射技术； Controlotron采用的是单反射技术。 双声到气体超声流量计不确定度为1.0~1.5% 。 结构—双声道流量计 结构—双声道流量计 结构—三声道流量计 结构—三声道流量计 结构—四声道和五声道流量计 结构—四声道流量计 结构—五声道流量计 结构—五声道流量计 结构——外夹式流量计 Controlotron采用单反射技术生产了外夹式超声流量计，不确定度为 1.0 ~2.0 % 。 结构——探头的特点 1，高频率，低功耗，低电压工作，高效，安全 2，灵敏度高 3，可以在线带压更换，更换电缆不影响工作及精度 4，适用广泛 5， 结构紧凑，插入表体浅，不易受污垢影响，寿命长 结构——探头的特点 可以使用以下工具在线带压拆卸并更换超声波探头 计量特性 专用于贸易交接 高精度：精度优于 +/-0.5%, 重复性优于+/-0.2% 多通道可检测流体的多个剖面 多通道提供了必要的冗余能力，独特的声道替补技术使流量计在某一声道故障的情况下，仍能基本正常工作 精确的设计和在加工制造过程中的质量控制 计量特性 工作原理简单； 测量准确度高，量程比大，一般都是1：20，可达到1：100； 适应性强，上游直管段最好25~30D ，下游直管段最好10D (加流动调节器，上游最短10D ，下游5D ，加上表体约20D)； 无可动部件，可直接进行清管作业； 受压力变化影响较小； 为高科技产品，各厂家的产品都有其独特的专利技术，一次性投资高； 多声道，尤其是四声道和五声道流量计能适用多种流态； 计量特性 声速,温度,气体运行状况的测量是相对独立的 特别适用于高压气体,一般最低工作压力为4～5 bar 常见流量计的直径, 150mm - 600mm (6”-36”) 最高压力可达ANSI #2500(约42MPa) 标准化 在标准化过程中，气体超声流量计算是比较快的。目前有AGA9号报告，ISO/TR 12765，ISO/WD 17089，我国参照AGA9号报告编写的国标GB/T 18604，2002年发布实施。 厂家简介