温度、压力对超声波流量计影响浅析

郝新刚 王志强 苗 键

（河南中原绿能高科有限责任公司，河南 濮阳 457001）

温度、压力对超声波流量计影响浅析

郝新刚 王志强 苗 键

（河南中原绿能高科有限责任公司，河南 濮阳 457001）

通过超声波流量计在使用过程中随着温度、压力的的不断变化而出现流量的波动，分析温度、压力对超声波流量计的影响。

计量；超声波流量计；温度；压力

1 引言

随着国内天然气市场的飞速发展，在其气量计量、交接、贸易方面，超声波流量计相较于其他类型流量计，由于具备精度高、测量范围宽、可重复性好、无可动部件、适用于高压大管径、大流量等特点，已渐渐成为国内天然气行业内首选的流量计。从2001年国家正式颁布GB/T 18604-2001《用超声波流量计测量天然气流量》该标准后，超声波流量计作为天然气贸易、计量、交接仪表在国内开始广泛应用。因此，在实际使用中如何确保其计量性能、准确度，是需要引起操作人员注意的。温度、压力会对超声波流量计的计量影响到什么样册程度？以下通过一实例从温度方面出发分析其对气体超声波流量计体积计量的影响。

2 超声波流量计工作原理

超声波在顺流与逆流中传播速度之差与介质流速有关，测得介质流速即可得出流量。超声波在顺、逆流中传播情况如图1，超声波在管壁间的传播轨迹如图2。测定传播速度差的方法很多，主要有时间差、 相位差和频率差等方法。

3 分析计算

某设计产能为100万方/天LNG工厂与上游输送气站每天输差达到四万标方。该站使用的DN150 Daniel（丹尼尔）气体超声波流量计及其流量计算机FLOBOSS S600。

图1　超声波在顺流、逆流中的传播情况

图2　超声波在管壁间的传播

3.1流量公式

时间差法：设静止流体中的声速为C，流体流速为w，流体静止时超声轨迹与管道轴线之间的夹角为θ，管道直径为D，则

式中

T－超声波在管壁内和电脉冲信号在电路中传输所产生的滞后时间的总和。

（3）时间差

（4）流量公式

3.2现场记录超声波流量计的计算机数据（表1）

工况流量（Q工）的计算如下：

根据气体状态方程：PV=nRT，工况与标况的换算公式为：

由此得出：

那么标况流量（Q标）的计算如下：

通过以上的计算结果与S600上记录的数据（表1）可以发现，两者基本是一致的，但温度：9.32 deg.C与现场温度变送器测量后表头上的显示温度：17.327 deg.C相差较大，将该温度值17.327 deg.C代入标况流量计算（Q1标）为：

由于温度差导致的一天累计流量差值为：

|（31753-32664）*24 |= 21864 sm3

（而该工厂与输送站气量交接差值为-25930 sm3）

在将温度变送器与流量计算机S600通讯线检查处理后，输差恢复正常范围，记录数据如下（表2）：工况流量

表2　处理后的数据

标况流量

4 结论

中国石油的天然气贸易计量采用的体积计量方式，计量单位为立方米，标准参比压力101.325Kpa、标准参比温度20℃。而通过以上的分析计算可以发现，温度对超声波流量计的影响主要是工况与标况的换算。通过分析换算公式，可以发现压力也会在该方面对超声波流量计的计量造成影响，所以，在计量交接偏差较大时，不能忽略温度、压力方面的检查。

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Temperature and pressure effect on ultrasonic flowmeter is analysed

Through the ultrasonic flowmeter in use process with the changing of temperature, pressure, flow fluctuations, the analysis of the effect of temperature and pressure on the ultrasonic flowmeter.

Temperature and pressure measuring ultrasonic flowmete

O426

A

1008-1151(2015)04-0086-02

2015-03-10

郝新刚（1978-），男，河南郏县人，河南中原绿能高科有限责任公司LNG分公司常务副厂长。