超声波流量计可替代孔板流量计

超声波流量计可替代孔板流量计
        1 台8 in 超声波流量计配一个19 管束整流器, 多次现场试验证明是成功的。在16 个月的试验期内超声波流量计没有发生明显的性能变化。试验可得出这样的结论, 即超声波流量计比传统的孔板流量计更具优势, 用于管线输送监测是可以接受的。
        由于超声波流量计具有安装费用低、无明显压降以及无机械部件导致故障的特点, 因此在过去四年中, 超声波流量计已成为输气公司具有吸引力的天然气计量设备。美国天然气协会( AGA) 出版的第9 号报告—“用超声波流量计计量天然气”鼓励在天然气工业使用超声波流量计进行输送监测计量。计量工程师们认为, 该报告在气体计量使用多波束超声波流量计的要求而展开的技术讨论方面做了尝试。但由于超声波技术日新月异, 很难在一篇文献中表述清楚。AGA 第9 号报告未向用户确切讲清采用何种配管结构安装超声波流量计。
        试验
        1996 年田纳西天然气管道公司购买了1 台8 in 多波束超声波流量计进行试验评价。流量计在得克萨斯州圣安东尼奥天然气研究院的流量计研究装备室( GRI-MRF) 进行了流量标定。然后, 将该流量计安装在一座计量站三台并列孔板流量计的下游。为弄清以下问题, 对两座计量站进行了几个月的对比。
        1. 与现有孔板流量计量站相比, 能否找到一种满足性能指标的保守配管结构;
        2. 是否有证据证明, 随着使用时间的推移计量常数( K 因数) 发生变化;
        3. 干式标定是否有效, 或者流量计是否应在安装前进行流量标定; 
        4. 关于这些计量系统的操作还能学到哪些经验。
        流量计的试验
        向GRI-MRF 交货进行流量标定之前, 制造商对直径8 in 的反射型多波束超声波流量计进行了干式标定。图1～4 为流量试验结果。在两种不同的压力条件下对两种结构进行了试验。在压力分别为4. 48 MPa( 650 psig) 和5. 17 MPa( 750 psig) 时, GRI-MRF 能测得的流量范围介于流量计的2%～65% 。
        管径处未安装19 管束整流器时的试验结果
        种配管结构为距流量计10 倍管径处设有一个19 管束整流器。入口直管段为20 倍管径, 流量计至温度测量点( 个障碍物) 下游管段为5 倍管径。
        第二种配管结构试验是在拆除管束整流器的情况下进行的。上游的干扰源是一个节流器, 离管束整流器10 倍管径处。
        试验表明, 当流速范围为3～19. 8 m/ s( 10～65 ft / s) 时流量计具有良好的重复性和直线性。试验结果表明对上游带有19 管束整流器的流量计有影响。该流量计的最终因数为0. 9985。
       安装
       超声波流量计的现场安装包括直接位于流量计下的一个旁通。进出口管线立管长度相等, 1999 年12月超声波流量计可替代孔板流量计59并且两个立管在流量计量装置端部均为L 型弯管。立管顶部和底部弯管弯点之间的距离为12 倍管径。弯管在相同的平面上。在上游弯头和流量计之间, 计量装置的长度有20 倍管径, 距流量计10 倍管径处安装有一套19 管束整流器。用于测量温度的热电偶套管位于流量计下游5 倍管径处。超声波流量计站位于现有孔板流量计站的下游。孔板流量计装置的长度超过了AGA3 号
报告的要求。每座计量站均设有气流量计算机。在试验现场上游的主管道上可监测到气体组份, 然后下载到每台流量计算机上。两座站均有远程数据通讯能力, 数据被存储到田纳西天然气管道控制中心内。
        试验结果
        在长期试验中, 对两座站获得的数据进行了比较。根据标准操作规程, 按月检验测量的完整性。操作人员并未对流量计进行特殊的关注或处理。试验期间超声波流量计没有出现任何问题。每月在现场外对测得的数据进行分析。
        结论
        试验表明, 使用上述的管子长度和19 管束整流器即可达到AGA 第9 号报告中规定的指标。这种配管结构对于不希望在较昂贵的可消除干扰的流量调节器上投资的公司而言提供了一种节省费用的途径。假设进口条件不同, 如两个弯头不在相同的平面上等, 可能会产生不同的结果。试验研究期间, 对流量计性能的变化未发现结论性的证据。流量计因数调整后的与未调整的数据两者的对比结果未发现明显的不同。然而, AGA 第9 号报告就使用没有经过流量标定的流量计的危险性展开了良好的讨论。1 台流量计的对比结果不能排除流量计需要标定的要求。为防止明显的流量误差, 有必要对二次仪表进行标定。正常条件下, 测量的温度有误可产生误差, 一度的温度误差, 产生的理论声速误差为3 m/ s( 10 ft / s) 。这是流量计试验期间技术人员尤为关心的, 因为要用该数据诊断超声波流量计的功能。试验证明, 8 in 超声波流量计可用于输送监测计量, 并且与现有的孔板流量计相比性能良好。从审查的数据可以看出, 维护两座站的技术操作人员做了很好的工作。现在, 超声波流量计经过初始流量标定后可用于输送监测计量。