超声波流量计在西气东输中的应用

由于天然气从油田开采到进入管道输送，再到交付用户使用，这一过程是连续不断的；而且管输天然气的输量非常大，对于西气东输设计输量要达到１２０亿标准立方米，所以天然气的在线计量显得格外重要。在众多类型的流量计中，超声波流量计是比较适合西气东输这种大口径、高压、大流量的工作条件的。
从五十年代应用超声波技术进行计量到现在已经有数十年的历史了，所基于的计量方法也经历了声环法、连续波频移法、模拟式传输时间差法、数字式绝对传输时间法。

其中，数字式绝对传输时间法经过不断的改进、发展，技术上已经趋向于成熟，工作原理是利用声脉冲在管线内部分别向顺流和逆流沿斜线方向传播，测量出各自的传输时间，沿顺流和逆流方向的时间差值与气体介质的轴向平均流速有关，通过数值计算技术即可求出气体介质在管道内的轴向平均流速和流量。

而影响超声波流量计测量精度的主要因素是现场流动状态的速度分布和涡流。解决上述问题的主要方法是进行多声道配置、设计合理的声道结构、声道配置方式，努力克服速度分布不对称、涡流等复杂流态对测量精度的影响。

西气东输采用的是四声道的Ｄａｎｉｅｌ３４００系列的气体超声波流量计。这种流量计提高了二次分析涡流影响的能力，增强了权重因子的自动调整，显著提升仪表在现场的使用精度。

Ｄａｎｉｅｌ３４００系列超声流量计的结构主要分为三大部分：流量计本体、超声换能器、ＭａｒｋⅡ电子数据处理单元。流量计本体是用来安装超声换能器、ＭａｒｋⅡ电子数据单元和压力变送器的装置；超声换能器是电信号和声能相互转换的装置；ＭａｒｋⅡ电子数据处理单元可以对３５天以内的计量数据进行存储，通过２个Ｍｏｄｂｕｓ　ＲＳ－２３２／４８５ｍｕｌｔｉ－ｄｒｏｐ通讯口进行数据传输，计算气体压缩因子等等。

这种流量计应用高斯数字求积法来确定各个声道的位置以及每个声道的权重因子，但这是以假设流动的速度是按照完全轴对称形式分布为前提条件的，另外没有对雷诺数的附加信息加以利用。

根据天然气流量计量的工作特点，要求尽可能的消除流量计上游局部阻力造成的流态紊乱，和流体介质流速在管道截面的不均匀分布对测量精度的影响，加强计算机技术和新型智能化仪表的研发和应用，努力使西气东输的天然气计量工作取得更大的进展。