天然气超声气体流量计天然气超声气体流量计.pdf

然气能量计量系统中作为基础的超声气体流量计 引言 超声技术已经达到了一个相当成熟完备的程度，它已广泛被各种测试团体接受。 除了众所周知的天然气传输管道中体积流量计量外，即将面临一个大的需要，即在遥远、任意的地点， 比如生产地、集输线上测量天然气的能量含量。 本文描述一个整体的天然气能量测量的系统。它的基础是一台用于财务、贸易结算的新型超声流量计。 这种流量计被设计成在传统的超声测量点使用，跟在现场使用一样。整个系统的功能，如在太阳能驱动下 操作，强大的数据传输，无线通讯技术，使得它非常适合远程地区。除了超声流量计方面众所周知的优点 外，该系统在声速检查的基础上提供了一种真实的自诊断功能，因此它满足了系统在偏远地区使用的特征。 它对降低与流量计维护修理有关的人力费用非常重要，将会保证测量数据有较好的可信度。 应用超声流量测量技术的能量计量系统 在世界范围内，天然气是以能量单位买卖的。在天然气管线中，现在还没有直接测量能量的独立的流 量计。能量计量系统由测量体积流量的气体流量计、带有自动采样器的气体组成分析设备组成，并普遍使 用积算仪。 用于能量计量系统中的气体流量测定技术包括最 的 “超声气体流量计”。 这里描述的系统利用了各组成部分均低能源消耗的长处，使得系统可以完全由太阳能充电的电池驱动。 作为选择，交流和直流电源均可以驱动系统各组成部分。 系统描述 要确定天然气的能量需要描述于图 1 中的系统和它的各个组成部分以及其它仪器仪表。各主要部分在 下面介绍。 测量体积流量的流量计 这里建议的能量计量系统使用图 2 所示的集成式的，可以长时间连续工作的超声流量计。传感器技术 中使用小型化的超声换能器，它具有非常小的压力、温度影响的交叉敏感度。这可以使流量计在一个很宽 的温度范围和低到大气压的很宽的压力范围内操作。 管路交汇处分布超声通道，当地气体流速信息从声道获得。综合实际流速分布，就可以确定体积流量。 利用这些信息，再把流量计的结构尺寸特征考虑进来，由计算机处理。有关实际测定的流速、管道速度、 声速和计算出的体积通过数字通信界面传向系统流量计算机。 集成的超声气体流量计 （图 2 ）由于没有可动部件因而本质上无需维修。包括远程诊断在内的宽范围 的通信选项减少了总体需要的维修。 此外的流量计信息诸如管速、声速和诊断信息借助系列通信界面都可以得到。 PDF created with pdfFactory trial version 图 1 图 1 —天然气能量计量系统 图 2 — Flowsic 600 超声流量计 BTU 能量分析仪 BTU 分析仪基于气相色谱 理。设备自动地从管线中采集气体样品并进行分析，在贸易结算要求的精 度内确定它的分子组成和热值。这些相关的信息被用来计算气体密度、超压缩因子和它的发热量。使用这 种气体分析的先进设备，气体组成的分析数据可以在几分钟内得到。日后这些数据可以由系统计算机调出 来使用。当完成一个 的分析后，这些存储的数据可以得到更 ，整个过程大约 3 分钟。 符合 MODBUS 协议的标准系列通信接口（ RS232 、 RS422 和 RS485 ）使得流量计算机可以非常容易 地访