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德国FLEXIM弗莱便携式超声波流量计在新疆克拉玛依油田中测量天然气管道中的成功应用


  大家都知道,采用超声波流量计时差原里测量液体现在技术都非常成熟,但测量气体包括天然气,尤其是低压力管道的测量,技术难度很大,属于高难度技术。
原理:FLUXUS利用超声信号,采用称为传输时间法测量液体流量。超声信号由安装在管路一侧的第一个传感器发出,经过对面侧的反射,由第二个传感器接收。这些信号是选择顺或逆流动方向发出的。

因为信号是在流动的介质中传播,声信号的传播在顺流动方向上的传输时间将短于逆流动方向上的传输时间。传输时间差△T是可以测量到的,从而可以确定超声信号传播路径上的平均流速。根据管路的横截面对所获得的平均流速进行轮廓修正,就能得到与管路中体积流速成正比的数据。
FLEXIM FLUXUS利用其特殊的电子技术测试引入的超声信号测量的有效性,并评估测量值的合理性。通过综合的微处理器控制整个测量周期,利用统计信号处理技术消除干扰信号。
 
应用
新疆克拉玛依油田油气储运公司属于新疆克拉玛依输油输气管道中一条重要的中转站,输送天然气到各个分站,油气的计量检流量测直接影响到总站的输送,他们要随时检测管道线路的流量大小。
工况条件  :  天然气主管道采购罗斯蒙特压力变送器,显示的压力是2.0MPA, 这对于超声波流量计普通探头测量来说(理论上管道压力2.0MPA以上能检测)是一个不小的挑战,因为仅压力达到2.0MPA, 还要看管道材料和壁厚。
现场  管道材料是碳钢 ,外涂油漆和保温层
壁厚  现场提供数据是8mm厚度
口径  DN100—DN400

现场测量数据
新疆克拉玛依油田油气储运中心-天然气现场测试记录,如下:
 
     介质:天然气,外径:273.0mm,壁厚:7.8mm(用户告知为7.0mm),碳钢管(无内衬),天然气运动粘度:0.13mm2/s,密度:0.790kg/m3,气体补偿因子:1.004
     管壁温度:13℃,表压:2.0Mpa,绝对压力:21.0bar(温、压数值现场有热电偶及压力变送器),标况压力:1.013bar,标况温度:20℃,现场孔板流量计显示的标况体积流量:67500m3/h左右,
     经计算的流速为:16m/s左右,选择单声程安装,探头:GRK1NC3(Lamb Wave),探头间距:9.9mm
     结果:信号强度:2格,信号灯始终为红色,没有信号。
 
     静态试验:管外径:160mm,壁厚:6mm(用户告知),绝对压力:21bar,探头:GRK1NC3(Lamb Wave),体积流量:0m3/h,选择单声程安装,探头间距:-6.5mm,其它参数同上。

     结果:信号强度:2格半,信号灯始终为红色(偶尔瞬时变绿色,立刻变为红色),没有信号。

此时 信号很难找到,原因是什么呢?
分析出来原因: 一是实际压力小于2.0MPA ,尤其是出口位置测量压力1.8MPA , 二是现场提供的壁厚是理论数据,经过多年使用壁厚腐蚀不均匀,在1.2—1.4mm
 
紧急方案 处理  : 采用最新开发的LAMB技术探头,最理想状态可以检测天然气管道最低压力为7公斤的流量(要看管壁材料和壁厚及其他工况),同时要准确测量各个地方的壁厚大小(专用测厚仪,精度达到0.01mm) (lamb探头实物)
 
此时通过严格的操作,信号加强,数据成功测出,得到用户很高的评价。
总结 :苛刻的工况要用靠先进的技术测量,同时人为因素很重要,每个工作细节要严谨。
 
(现场工程师和工厂技术人员认真调试)


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