超聲波流量計可替代孔板流量計
超聲波流量計可替代孔板流量計
1 臺8 in 超聲波流量計配一個19 管束整流器, 多次現(xiàn)場試驗證明是成功的。在16 個月的試驗期內超聲波流量計沒有發(fā)生明顯的性能變化。試驗可得出這樣的結論, 即超聲波流量計比傳統(tǒng)的孔板流量計更具優(yōu)勢, 用于管線輸送監(jiān)測是可以接受的。
由于超聲波流量計具有安裝費用低、無明顯壓降以及無機械部件導致故障的特點, 因此在過去四年中, 超聲波流量計已成為輸氣公司具有吸引力的天然氣計量設備。美國天然氣協(xié)會( AGA) 出版的第9 號報告—“用超聲波流量計計量天然氣”鼓勵在天然氣工業(yè)使用超聲波流量計進行輸送監(jiān)測計量。計量工程師們認為, 該報告在氣體計量使用多波束超聲波流量計的要求而展開的技術討論方面做了嘗試。但由于超聲波技術日新月異, 很難在一篇文獻中*表述清楚。AGA 第9 號報告未向用戶確切講清采用何種配管結構安裝超聲波流量計。
試驗
1996 年田納西天然氣管道公司購買了1 臺8 in 多波束超聲波流量計進行試驗評價。流量計在得克薩斯州圣安東尼奧天然氣研究院的流量計研究裝備室( GRI-MRF) 進行了流量標定。然后, 將該流量計安裝在一座計量站三臺并列孔板流量計的下游。為弄清以下問題, 對兩座計量站進行了幾個月的對比。
1. 與現(xiàn)有孔板流量計量站相比, 能否找到一種滿足性能指標的保守配管結構;
2. 是否有證據(jù)證明, 隨著使用時間的推移計量常數(shù)( K 因數(shù)) 發(fā)生變化;
3. 干式標定是否有效, 或者流量計是否應在安裝前進行流量標定;
4. 關于這些計量系統(tǒng)的操作還能學到哪些經(jīng)驗。
流量計的試驗
向GRI-MRF 交貨進行流量標定之前, 制造商對直徑8 in 的反射型多波束超聲波流量計進行了干式標定。圖1～4 為流量試驗結果。在兩種不同的壓力條件下對兩種結構進行了試驗。在壓力分別為4. 48 MPa( 650 psig) 和5. 17 MPa( 750 psig) 時, GRI-MRF 能測得的流量范圍介于流量計的2%～65% 。
管徑處未安裝19 管束整流器時的試驗結果
種配管結構為距流量計10 倍管徑處設有一個19 管束整流器。入口直管段為20 倍管徑, 流量計至溫度測量點( 個障礙物) 下游管段為5 倍管徑。
第二種配管結構試驗是在拆除管束整流器的情況下進行的。上游的干擾源是一個節(jié)流器, 離管束整流器10 倍管徑處。
試驗表明, 當流速范圍為3～19. 8 m/ s( 10～65 ft / s) 時流量計具有良好的重復性和直線性。試驗結果表明對上游帶有19 管束整流器的流量計有影響。該流量計的最終因數(shù)為0. 9985。
安裝
超聲波流量計的現(xiàn)場安裝包括直接位于流量計下的一個旁通。進出口管線立管長度相等, 1999 年12月超聲波流量計可替代孔板流量計59并且兩個立管在流量計量裝置端部均為L 型彎管。立管頂部和底部彎管彎點之間的距離為12 倍管徑。彎管在相同的平面上。在上游彎頭和流量計之間, 計量裝置的長度有20 倍管徑, 距流量計10 倍管徑處安裝有一套19 管束整流器。用于測量溫度的熱電偶套管位于流量計下游5 倍管徑處。超聲波流量計站位于現(xiàn)有孔板流量計站的下游。孔板流量計裝置的長度超過了AGA3 號
報告的要求。每座計量站均設有氣流量計算機。在試驗現(xiàn)場上游的主管道上可監(jiān)測到氣體組份, 然后下載到每臺流量計算機上。兩座站均有遠程數(shù)據(jù)通訊能力, 數(shù)據(jù)被存儲到田納西天然氣管道控制中心內。
試驗結果
在長期試驗中, 對兩座站獲得的數(shù)據(jù)進行了比較。根據(jù)標準操作規(guī)程, 按月檢驗測量的完整性。操作人員并未對流量計進行特殊的關注或處理。試驗期間超聲波流量計沒有出現(xiàn)任何問題。每月在現(xiàn)場外對測得的數(shù)據(jù)進行分析。
結論
試驗表明, 使用上述的管子長度和19 管束整流器即可達到AGA 第9 號報告中規(guī)定的指標。這種配管結構對于不希望在較昂貴的可消除干擾的流量調節(jié)器上投資的公司而言提供了一種節(jié)省費用的途徑。假設進口條件不同, 如兩個彎頭不在相同的平面上等, 可能會產生不同的結果。試驗研究期間, 對流量計性能的變化未發(fā)現(xiàn)結論性的證據(jù)。流量計因數(shù)調整后的與未調整的數(shù)據(jù)兩者的對比結果未發(fā)現(xiàn)明顯的不同。然而, AGA 第9 號報告就使用沒有經(jīng)過流量標定的流量計的危險性展開了良好的討論。1 臺流量計的對比結果不能排除流量計需要標定的要求。為防止明顯的流量誤差, 有必要對二次儀表進行標定。正常條件下, 測量的溫度有誤可產生誤差, 一度的溫度誤差, 產生的理論聲速誤差為3 m/ s( 10 ft / s) 。這是流量計試驗期間技術人員尤為關心的, 因為要用該數(shù)據(jù)診斷超聲波流量計的功能。試驗證明, 8 in 超聲波流量計可用于輸送監(jiān)測計量, 并且與現(xiàn)有的孔板流量計相比性能良好。從審查的數(shù)據(jù)可以看出, 維護兩座站的技術操作人員做了很好的工作。現(xiàn)在, 超聲波流量計經(jīng)過初始流量標定后可用于輸送監(jiān)測計量。
