超声波流量计在天然气长输管道上的应用研究
摘要：超声波流量计是一种非接触性流量测量仪表，无需改变天然气长输管道内部流动状态，同时几乎不受管道内介质运行的压力、易燃性易爆等恶劣条件影响，因此在天然气长输管道流量测量应用上具有突出优势。本文介绍了超声波流量仪表的测量原理、安装注意事项、目前存在的问题，在同类应用中提供了一些可以借鉴的经验和方法。
关键词：超声波流量计测量原理安装缺点
中文图号：TE832 文献标识码：B
引言：
超声波流量计最近十几年越来越广泛应用于天然气长输管道流量测量或计量过程中，因其无需直接接触被测介质，可以在管道器壁外直接实现测量，避免了管输生产运行因接触测量而产生的影响，使安全生产有了进一步的保障。采用超声波流量计时无需在长输天然气管道内部安装测量元件，不改变天然气长输管道内部的流动状态，不产生附加阻力。超声波流量计的的安装、检修及日常运行维护均不影响天然气管线正常工艺生产运行，因此是一种较为理想的流量计量仪表。同时几乎不受管道内介质运行的压力、易燃性易爆等恶劣条件影响，在仪表选用上可以选择便携式测量和普通非接触式测量两种测量方式，极大地解决了常规仪表必须采用接触式这一测量方式的一些弊端，可以方便地实现有毒有害、易燃易爆、腐蚀性介质的流量测量。根据检测的方式主要可以分为多普勒式和传播速度差式两大类，主要介绍了最为常用的多普勒超声波流量计测量原理、安装注意事项及存在的测量缺点。
一、多普勒频移超声波流量计测量原理
图1原理示意图
如图1所示，换能器T发射极向管道内发射超声波，管道内介质流速为V，声速为C，则管道中的粒子将以速度离去。若换能器发射超声波的频率为H1，粒子接收到的频率为H2。
(1)
粒子反射给接收器的声波频率为HS：
(2)
方程（1）、（2）联立可得：
YF-ED-J3998 可按资料类型定义编号 简述天然气长输管道的安全管理实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
简述天然气长输管道的安全管理 实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 摘要天然气在人们日常生活中扮演着越来 越重要的角色,给人们带来了巨大的便利,使人 们的生活越来越丰富多彩。同时天然气长输管 道安全运行是人们幸福生活的安全保障。对管 道的设计我们必须依靠科学的安全保障,而对于 日常维护也不可以掉以轻心,积极预防天然气管 道的破坏,针对于突发情况的出现要有很好的应 对措施。 关键词天然气长输管道安全管理 人们日常生活起居都离不开天然气,天然气
在人们生活中发挥重要作用。随着天然气不断的普及,人们已经和天然气结下了不解之缘。而对于天然气如何运输的问题也一直困扰着人们。一般来说天然气都是采用管道运输,因为管道运输对比其他运输方式来说有着既经济又划算的优势。但对于天然气这种极容易燃烧而且易爆炸的气体来说管道运行同样具有很大的安全隐患，所以保障天然气的安全运输有着极大的社会意义。这些问题时刻威胁着社会的稳定，对于我们国家的能源安全也是潜在的威胁。 1.维护输气管道安全运行的必要性 管道输送作为白天然气被开采利用以来最为主要和普遍的运输方式，在运行过程中具有运输介质易燃、易爆、易中毒等特点，而且管
一、天然气概况 1、天然气定义：从地下开采出来的可以燃烧的气体 2、天然气来源：气田气，油田气。 3、天然气组成：60%～90%为甲烷和乙烷，10%～40%的丙，丁，戊烷及重烃，在工标状态下只有甲、乙、丙、丁烷为气态，其余都为液态。 二、输气管道概况 1、输气管道分类：矿场集气管道，干线输气管道，城市配气管网 2、世界著名大型输气管道:前苏联乌连戈依——中央输气管道，全系统由6条输气干线组成，最著名的属亚马尔输气管道。该管道在苏联境内长4451km，建设了41座压缩机站和2座冷却站，经西西伯利亚地区穿越水域
945km，穿越河流700余处。 3、中沧线是中国第一次采用燃气轮机驱动离心压缩机输送油田伴生气的输气管线。 4、西气东输管线包括：青海涩北至甘肃兰州（2000年开工，02年竣工投产），重庆忠县至武汉（2000年开工），塔里木至上海（02年7开工，全长400多千米，管径1016mm，操作压力10MPa） 5、中国未来十年管网总体布局：两纵，两横，四枢纽(在北京，上海，信阳和武汉设立调度中心或分调度中心)，五气库（在北京，上海，大庆，山东，和南阳建立地下储气库） 6、管道防腐技术：从简单的人工除锈刷漆发展到外涂层与阴极保护和牺牲阳极相结合的联合保护。自1964年开始使用阴极保护到今天，所有的输气管道上都建有阴极保护站，单站保护长度可达50～80km. 输气管道的主要工艺设备包括压缩机组，阀门，计量设备和调压设备。 三、天然气的性质 1、天然气的分类 （1）按矿藏特点分：纯气藏天然气（在天然气开发过程中，不论何阶段流体在地层中均成气体，采出地面后可能有部分液体析出），凝析气藏天然气（矿藏流体在地层原始状态呈气态，但开采到一定阶段，随地层压力减小有部分烃类在地层中呈液态析出），油田伴生天然气（与原油共存，开采时与原油同时被采出，经油气分离得到的天然气） （2）按烃类组分关系分：干气（地层中呈气态，开采出后在管线设备中也不会有液态烃析出），湿气（地层中呈气态，在一般地面设备的温度、压力
关于天然气长输管道知识普及 随着我国天然气勘探开发力度的加大以及人民群众日益提高的物质和环保需要，近年来天然气长输管道的发展十分迅速。随着管道的不断延伸，管道企业所担负的社会责任、政治责任和经济责任也越来越大。因此，对于天然气长输管道知识普及显得尤为重要。 一、线路工程 输气管道工程是指用管道输送天然气和煤气的工程，一般包括输气线路、输气站、管道穿（跨）越及辅助生产设施等工程内容。 线路工程分为输气干线与输气支线。输气干线是由输气首站到输气末站间的主运行管线；输气支线是向输气干线输入或由输气干线输出管输气体的管线。 线路截断阀室属于线路工程的一部分，主要设备包括清管三通、线路截断球阀、上下游放空旁通流程、放空立管等，功能是在极端工况或线路检修时，对线路进行分段截断。阀室设置依据线路所通过的地区等级不同，进行不同间距设置。 阀室系统包括手动阀室和RTU阀室两大类。 二、工艺站场 输气站是输气管道工程中各类工艺站场的总称。一般包括输气首站、输气末站、压气站、气体接收站、气体分输站、清管站等站场。 输气站是输气管道系统的重要组成部分，主要功能包括调压、过滤、计量、清管、增压和冷却等。其中调压的目的是保证输入、输出
的气体具有所需的压力和流量；过滤的目的是为了脱除天然气中固体杂质，避免增大输气阻力、磨损仪表设备、污染环境等；计量是气体销售、业务交接必不可少的，同时它也是对整个管道进行自动控制的依据；清管的目的在于清除输气管道内的杂物、积污，提高管道输送效率，减少摩阻损失和管道内壁腐蚀，延长管道使用寿命；增压的目的是为天然气提供一定的压能；而冷却是使由于增压升高的气体温度降低下来，保证气体的输送效率。根据输气站所处的位置不同，各自的作用也有所差异。 1、首站 首站就是输气管道的起点站。输气首站一般在气田附近。 2、末站 末站就是输气管道的终点站。气体通过末站，供应给用户。因此末站具有调压、过滤、计量、清管器接受等功能。此外，为了解决管道输送和用户用气不平衡问题，还设有调峰设施，如地下储气库、储气罐等。 3、清管站 清管站是具有清管器收发、天然气分离设备设施及清管作业功能的工艺站场。 4、压气站 压气站是在输气管道沿线，用压缩机对管输气体增压而设置的站。 5、分输站
插入式超声波流量计安装调试方法简述 一、数据输入步骤： （1）首先用盒尺量出被测管路的周长。 （2）打开仪表，接通电源，仪表显示超声波流量计版本号或菜单第一项内容。 （3）=-------------；再按10仪表显示输入管道外周长，将用盒尺测量出的周长直接输入。 例：周长为318mm，直接按3、1、8 （4）仪表显示管外径。 （5） （6） 例：管路为碳钢，即仪表显示0 （具体材质见说明书9 （76）。（86）。 （95，插入 B型探头”，输入方法同（6） （10Z法安装”， （11 （12）40号窗口，窗口显示阻尼系数，输 (13)号窗口，窗口显示低流速切除值，按确认键后输， （141，固化参数并总使用” 二、传感器安装点的选择： 测量点要尽量选择距上游10倍直径，下游5倍直径以内均匀直管段，没有任何阀门、弯头、变径等干扰流场装置，流体必须为满管。 三、安装方法： 1、Z方式安装：以管路周长为200mm为例 侧视图侧视图截面图 （1）在管路一面外侧划一长十字为A点，以十字为中心用盒尺向另一侧量
出1/2周长，即100mm，该点为B 如安装距离为25mm，从A点向一侧量出25mm为C点和上面一样从B点向另一侧量出管路1/2周长为D点，B、D两点连接，D点划十字，A、D两点即为两个探头安装点，B、C两点也可为两个探头安装点，以现场情况而定。 （2）插入式探头则以A、D两点为中心焊接好探头底座。确保焊接周边不渗水，漏水。底座螺纹上顺时针缠绕生料带或油麻，再将球阀通过丝扣连接于底座上，旋开球阀。安装开孔工具，开钻打孔，孔打通后，缓慢向外旋出钻头，并迅速关闭球阀（也可再迅速开启、关断球阀，放出少量水以冲出打孔时的残留铁屑）根据钻头的进深，确定管壁及结垢总厚度。根据管壁及结垢厚度，确定探头的插入深度；旋转探杆，调节声楔面收发波束角度（插入式探头的安装方式详见 Z 水流方向 Z 水流方向 俯视图（接线嘴同时向上） 2显示上游= 下游= Q值= 上游、下游为信号强度，应大于60以上。上、下游数据接近。Q值为信号质量，应在60以上。如信号强度不理想，应旋转一侧探头一圈（向内或向外），同时观查信号强度变化，75-85之间最好。如还不行，应检查流体内是否含有大量气泡，或流体不满管。例：上游= 下游= Q值=70(Q值总在60-80之间变化)为好。 100%，最次在（100±3）%范围内波动。 详情请参看说明 唐山天泽仪表有限公司 开发部
文件编号：GD/FS-4504 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________ （解决方案范本系列） 论设计阶段预防高压长输天然气管线事故的措施详 细版
论设计阶段预防高压长输天然气管线事故的措施详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 引起高压天然气长输管线事故的原因很多，有设计缺陷方面，有施工缺陷方面，有材料缺陷方面、有运行管理缺陷方面，有自然或第三方毁损等原因，本文是从设计阶段来考虑如何预防或减少此类事故的发生，虽然这可能带来工程投资费用的增加，若从长远考虑，通过技术、经济风险等分析采取适当的措施是必要的。 1 事故缘由的分类和分析 自然因素类引起：包括地震方面影响、地壳变迁的地裂、泥石流、河流和洪水冲刷的出现等，虽然有些因素不完全可控，但采取事前预防设计措施至少可
减轻事故的危害，这一般可根据国内同类事故经验统计得出。 人为的第三者毁损：包括第三方非法取土、非法开采、农业活动、不当施工等，据统计50%以上的事故由该因素引起。 水文、地质、测量勘察不准或不全面：这是基础资料的方面问题，因施工图纸要据此设计。 设计管线材质、管件的选用不合适，考虑因素不充分，或设计经验和水平有限导致，如阀门关闭的方式等。 腐蚀的因素引起：腐蚀评价含土壤等腐蚀等评价不充分，或设计的采用防腐方式不稳妥导致。 脆弱地段的埋设处理：如山石段、含水段的埋设处理要求，护坡、稳管、水工保护问题不够稳妥。 当然，还有施工和材料设备等因素。
超声波流量计的选型与分类 关键词：超声波流量计选型与分类多普勒便携式流量计固定式时差式 超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表。近几年来，随着技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快，基于不同原理，适用于不同场合的各种超声波流量计得到了广泛应用，同时也对广大用户提出如何进一步的了解超声波流量计、怎样选择合适的超声波流量计，使用过程中，应该注意些哪些问题等等，上海森逸技术人员结合现国内超声波流量计的发展情况及多年来现场应用经验，对上述问题进行了探讨。 超声波流量计选型与分类： 选型主要有以下几点：管道壁厚、外径，介质，管内流量是否含有杂质，测量介质的温度，测量介质为气体时，还需要知道气体的压力，除此之外，还应根据用户实际情况和测量需要合理选型。 1、多普勒超声波流量计 换能器经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。只能用于测量含有适量能反射超声波信号的颗粒或气泡的流体，如工厂排放液、未处理的污水、杂志含量稳定的工厂过程液等。要注意它对被测介质要求比较苛刻，即不能是洁净水，同时杂质含量要相对稳定，才可以正常测量，而且不同厂家的仪表性能及对被测厂家的要求也不一样。选择此类超声波流量计即要对被测介质心中有数，也要对所选用的超声波流量计的性能、精度和对被测介质的要求有深入的了解。 2、便携式超声波流量计 主要用于校对管道上已安装其它流量仪表的运行状态，进行一个区域内的流体平衡测试，检查管道的当时流量情况等。如果不作固定安装，而用于这些用途时，选用便携式超声波流量计既方便又经济。 3、时差式超声波流量计 时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比，这一原理来测量流体流量。 目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水领域，得到广泛应用。 4、管道式超声波流量计 精度最高，可达到±0.5%，而且不受管道材质、衬里的限制，适用于流量测量精度要求高的场合。但随着管径的增大，成本也会随增加，通常情况下，选用中小口径的管段式超声波流量计，较为经济。 5、固定式超声波流量计 如果有足够的安装空间，使用插入式换能器代替外贴式换能器，彻底消除了管衬、结垢及管壁对超声波信号衰减的影响，测量稳定性更高，也大大减小了维护工作量。而且，由于插入式换能器也可以不断流安装，所以其应用正在不断推广。有的厂家推出了内部为数字化电路的超声波流量计，其特点是采用数字电路处理信号，纠错能力增强，取样及时，精度提高(模拟电路的精度为±1.5%，数字电路可以达到±1.0%)，而且集成度提高，仪表体积大大减小，有多种信号输出模式供选择，在实际应用也取得了很好的效果。用户在使用中可以和模拟电路的超声波流量计进行比较。超声波流量计的功能选择，用户可以根据实际情况来确定。如果测量双向流体，一定要选择带有正负计量功能的超声波流量计；如果用户需要定期了解流体在一定时段有流量情况，可以选择带打印机的超声波流量计。总之，所选择的超声波流量计的功能既要满足用户需要，也不必贪多求全，造成许多功能闭置不用，而增加购买成本。
第一章城镇燃气的分类及其性质 1.燃气的分类：天然气，人工燃气，液化石油气，生物气（即沼气）。（城镇燃气主要包括哪几种） 2.沼气的定义：各种有机物质，在隔绝空气的条件下发酵，在微生物的作用下产生的可燃气体。沼气组成：60%的甲烷，35%的二氧化碳，少量氢和一氧化碳。 3.天然气的分类方法很多:按其勘探，开采技术可分为常规天然气和非常规天然气两大类。常规天然气按照其矿藏特点可分为：气田气，石油伴生气，凝析气田气。 4.液化石油气的主要杂质:液化石油气得主要杂质有：硫分，水分，二烯烃，乙烷和乙烯，残液。液化石油气组成丙烷，丙烯，丁烷，丁烯。 5.人工煤气分为干馏煤气，气化煤气，油制气，高炉煤气。 6.生物气：各种有机物质在隔绝空气的条件下发酵，在微生物的作用下产生的可燃气体。 7.临界温度：温度不超过某一数值，对气体加压，可以使气体液化，而在该温度以上，无论压力多大，都不能液化，该温度叫做该气体的临界温度，对应的压力叫临界压力。 8.相平衡常数：表示在一定温度下，一定组成的气液平衡系统中某一组分在该温度下的饱和蒸气压与混合液体蒸气压的比值，是一常数。用k表示。 9.液体的饱和蒸汽压：在一定温度下密闭容中的纯液体及其蒸气处于动态平衡时蒸气所表示的绝对压力。温度升高，蒸汽压升高。 10露点：饱和蒸汽经冷却或加压，立即处于过饱和状态，当遇到接触面或凝结核便液化成露，这时的温度称为露点。 11.气化潜热：单位质量的液体变成与其处于平衡状态的蒸气所吸收的热量。 12.水化物及其生成条件：在湿气中形成水化物的主要条件是压力及温度。 13.防止水化物的形成或分解已形成的水化物的方法：1）采用降低压力、升高温度、加入可以使水化物分解的反应剂（防冻剂）。2)脱水，使气体中水分含量降低到不致形成水化物的程度。 14.爆炸极限：可燃气体和空气的混合物遇明火而引起爆炸时的可燃气体浓度范围。 15.人工燃气及天然气中的主要杂质：1、焦油与灰尘<10mg2、萘冬<50mg夏<100mg3、硫化物<20mg4、氨<50mg5、一氧化碳<10%6、氧化氮7、水 16.城市燃气加臭原因：城市燃气时具有一定毒性的爆炸性气体，又是在压力下输送和使用的。由于管道及设备材质和施工方面存在的问题和使用不当，容易造成漏气，有引起爆炸、着火和人身中毒的危险。因此，当发生漏气时能及时被人们发觉继而消除漏气是很必要的。要求对没有臭味的燃气加臭。 第二章城镇燃气需用量及供需平衡 1.供气对象：居民生活用气,商业用气,工业企业生产用气,采暖制冷用气,燃气汽车用气 2.民用用气供气原则：1、优先满足城镇居民炊事和生活用热水的用气2、尽量满足托幼、医院、学校、旅馆、食堂和科研等公共建筑的用气3、人工煤气一般不供应采暖锅炉用气 3.月不均匀系数Km=该月平均日用气量/全年平均日用气量 日不均匀系数Km=该月中某日用气量/该月平均日用气量 小时不均匀系数Kh=该日某小时用气量/该日平均小时用气量 4.季节性供需平衡方法：地下储气（地下储气库储气量大，造价和运行费用省，可用来平衡季节不均匀用气）；液态储存 5.日供需平衡方法：管道储气；储气罐储气（只能用来平衡日不均匀用气及小时不均匀用气，投资及运营费用较大）
超声波流量计 一、超声波流量计工作原理: 超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种。 根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。 由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。 波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大． 多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。 相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。但相关器价格贵，线路比较复杂。在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。 噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理，通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。 以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V
超声波流量计对管道配置要求 锐凌计量 / 2013-09-23 对双向流测量场合的管道配置：所谓“双向流测量”就是指使用同一套超声波流量计实现被测介质正输和反输时的流量测量。也就是说,这个时期正输时的仪表上游就是下个时期返输时的仪表下游。地下储气库或者目前大中型城市通常用作调峰手段的储气罐就需要这种具有双向测量功能的计量仪表。这正是超声流量计独到的特点。因此,当超声流量计应用于双向流测量场合就必须将其“下游”按“上游”的要求进行同等对待,这是实现超声流量计双向、等精度测量的重要前提。 直管段长度要求：为了降低不良流态对测量结果的影响,在流量计上下游安装一定长度的直管段就是一种常见的基本手段。从准确计量的角度来看,上下游直管段长度越长改善流量计测量性能的效果就越明显。但是,测量现场往往由于受场地征用(特别是海上作业平台)、材料供应以及建设施工成本等诸多客观因素的限制,又期望该长度越短越好。因此,兼顾这两方面的愿望并提出最低限度的直管段长度要求也是GB/T18604—2001标准的主要任务之一。 在超声波流量计直管段的配置长度上, AGA·NO·9号报告提出:“尽管制造商推荐的安装作法不尽一致,但一般都要求流量计的上游至少需要5~10D的直管段、下游至少需要3D直管段。 为了体现标准具有可操作性这一特点,根据上述标准或报告的建议,结合国内生产现场的实际情况,同时参考了部分超声流量计生产厂商的意见,在标准中尝试性地给出了一个有关超声流量计上下游直管段长度配置的技术规定或要求,即:在不需安装整流器的情况下,多声道超声流量计上游的最短直管段长度应为10D,下游最短直管段长度应为 5D;如果使用整流器,则整流器的安装位置及相应的配管长度应咨询生产厂商。 超声波流量计对直管段的质量要求 台阶及凸入物:在超声流量计上下游所要求的最短直管段长度范围内(测量管)出现的任何台阶及其它凸入物都将引起被测介质流态的改变,从而增大流量测量的不确定度。但事实上,只要对所用配管进行认真选择,或者采取对管道内壁进行适当镗制,或者根据现场的管道条件对制造厂商提出所用超声流量计必须达到的内径要求等手段,就可以避免各连接点台阶的出现,从而实现直管段与超声流量计之间的等径连接或良好匹配;另外,在施工组装过程中,采取将连接的内壁焊缝打磨平整或适当扩大法兰连接的垫片内圈直径等措施也可以避免凸入物及其它扰动性杂物障碍。因此,对台阶及凸入物的限制既是必要的,也是可行的。②内表面:如果在流量计本体内部及其测量管内壁存在着锈蚀、油污或硫化铁粉等其它附属物,一方面可能会改变测量管道的实际内径,另一方面又可能会增大测量管内壁的平均粗糙度,其次也可能会导致声波(脉冲信号)在表体内壁反射时出现发散和衰减现象。所有这些因素都有可能对测量结果造成严重的影响(ISO/WD17089认为,由此造成的测量偏差有可能超过1%),因此对表体及测量管内表面提出要求和限制也是实现准确计量的基本前提之一。 温度计安装 温度计的安装应主要考虑如下三点:感温元件应有足够的长度,以保证被测介质与测温元件之间有充分的接触面积;②对流态造成的影响尽可能地小;③在正常的测量过程中不会因气流冲刷等原因引起感温元件的折断或其它机械损伤。 声学噪声干扰 超声流量计是一种以声学原理为基础的测量仪表,因此现有的超声流量计对于噪声,特别是对来源于被测介质内部由于高速度、大压差等减压设备造成的超高频噪声,尤为敏感,从而影响到该种流量计的正常运行,为了确保超声流量计的正常工作,最为有效的方法就是远离噪声源或咨询制造厂家。 整流器的作用
DCT1158W插入式超声波流量计 金德工控DCT1158W是一款应用广泛、通用经济型、插入式、时差法超声波流量计。它具有非常简单的安装方式，可以实现“在线带压”安装，现场无需停产，使客户轻松实现对管道流量的测量。它采用了最先进的数字相关技术和智能自适应声波技术，使它的测量稳定性更加突出。同时，它使用的声聚焦专利技术，使产品在连续测量时的信号接收品质得到显著增强。 金德工控DCT1158W超声波流量计由变送器、传感器两部分组成。插入式探头可在线带压安装，具有安装稳固，现场无需停产等特点。特别适合用于含有少量颗粒、气泡的单一液体介质的流量测量。 金德工控DCT1158W超声波流量计采用了先进的模块化一体式设计，独立菜单操作，液晶背光显示。产品变送器防护等级达到IP65，传感器防护等级达到IP68，适应于潮湿、浸泡等恶劣环境下的使用。 金德工控DCT1158W超声波流量计集合了目前工业场合使用的RS485通讯接口、4-20mA 电流信号、脉冲输出、MODBUS协议、直流电/交流电使用，支持产品全天候工作，并构成流量计量网络需求。另外产品可以扩展使用太阳能、雷姆电源、防爆/隔爆等功能模块，使产品能够满足各种应用环境的使用。 快速、简便、易于使用 金德工控DCT1158W超声波流量计采用插入式安装，在变送器菜单中输入现场管径大小、管壁厚、测量介质、探头安装方式，即可测算出探头安装距离进行安装。完成产品电气连接与底座焊接将探头与球阀安装后，即可进行测量工作。 特点： 在线带压安装 正、负流量测量，累积流量 无故障工作时间50000小时测试 分时段流量统计 键盘按键寿命大于20万次
天然气长输管道施工工艺 １、主题内容与适用范围 １、１本标准规定了长输管道的材料验收，管道的拉运布管，加工和组装，管道焊接，通球扫线，线路斩立桩施工，阴极保护施工，穿越工程等的工程施工工艺要求。 １、２本标准适用于长输管道的安装。 ２引用标准 ２、１《长输管道线路工程施工及验收规范》(SYJ4001-90) ２、２《长输管道站内工艺管线工程施工及验收规范》(SYJ4002-90) ２、３《长输管道阴极保护工程施工及验收规范》(SYJ4006-90) ２、４《管道下向焊接工艺规程》(SY/T4071-93) ３长输管道施工工艺指导书编制内容 长输管道工程施工的基本程序为：设计交底→测量放线→清除障碍→修筑施工便道→开挖管沟→钢管的绝缘防腐→钢管的拉运、布管→管道的组装焊接→无损探伤→防腐补口补漏→管道下沟→回填及地貌恢复→分段吹扫及测径→分段耐压试验→站间连通→通球扫线→站间试压→穿跨越→阴极保护施工→立桩预制安装及竣工验收。 ３、１施工准备阶段： ３、１、１施工技术准备
在施工图纸等技术资料到位，工程专业技术人员应编制详细的施工组织设计或施工方案，报甲方代表审批。同时组织相关人员进行技术交底，使操作人员明确技术要求。 编制焊接工艺评定，确定焊接参数。同时对焊工进行岗前培训，合格后才能上岗。 编制公路、铁路穿越方案；河流穿跨越方案；弯头、弯管制作程序文件；管道通球、耐压试验方案等文件。 ３、１、２施工机具及材料准备： （１）在长输管道的施工中，需用的机具设备有挖土机、焊机、吊车、下管机等设备，其中焊接设备是施工机具中的一种重要设备，它是保证管道施工质量的关键。焊机在使用中应保持性能稳定，有较强的移动方便性。 （２）材料验收：长输管道用的材料和管件应具备出厂质量证明书或其复印件，各种性能技术指标应符合现行有关标准的规定。如无出厂质量证明书或对质量证明书有疑问时，应对材料和管件进行复验，合格后方可使用。 焊接材料的选用应根据母材的化学成份、机械性能和使用条件等因素综合考虑。 防腐材料应符合现行的有关防腐规范的规定。成品防腐管材进入现场后，应检查其绝缘度、外观、长度、管口的切面和管中心垂直度、壁厚、材质、坡口等。 ３、２设计交底及测量放线 ３、２、１施工前，工程项目进行图纸会审，由设计单位做技术交底和现场交底，明确以下有关向题。
1引言 近几年来，随着电子技术、数字技术和声楔材料等技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快。基于不同原理，适用于不同场合的各种形式的超声波流量计已相继出现，其应用领域涉及到工农业、水利、水电等部门，正日趋成为测流工作的首选工具。 2超声波流量计的测量原理 超声波流量计常用的测量方法为传播速度差法、多普勒法等。传播速度差法又包括直接时差法、相差法和频差法。其基本原理都是测量超声波脉冲顺水流和逆水流时速度之差来反映流体的流速，从而测出流量；多普勒法的基本原理则是应用声波中的多普勒效应测得顺水流和逆水流的频差来反映流体的流速从而得出流量。 2.1时差法测量原理 时差法测量流体流量的原理如图1所示。它利用声波在流体中传播时因流体流动方向不同而传播速度不同的特点,测量它的顺流传播时间t1和逆流传播时间t2的差值,从而计算流体流动的速度和流量。 图1超声波流量计测流原理图 设静止流体中声速为c，流体流动速度为v，把一组换能器P1、P2与管渠轴线安装成θ角，换能器的距离为L。从P1到P2顺流发射时，声波传播时间t1为： 从P2到P1逆流发射时，声波的传播时间t2为：
一般c>>v，则时差为： 单声道测试系统只适用于小型渠道水位和流速变化不大的场合。大型渠道水面宽、水深大，其流速纵横变化也较大，须采用多声道超声波测流才能获得准确的流量值，见图2。应用公式(5)、(6)可测得流量Q。 以上各式中：d为垂直于水流方向上两换能器之间水平投影的距离，为声道数，S为两声道之间的过水断面面积。 图2多声道超声波流量计测流原理图 2.2多普勒法测量原理 多普勒法测量原理，是依据声波中的多普勒效应，检测其多普勒频率差。超声波发生器为一固定声源，随流体以同速度运动的固体颗粒与声源有相对运动，该固体颗粒可把入射的超声波反射回接收器。入射声波与反射声波之间的频率差就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速，所以通过测量频率差就可以求得流速，进而可以得到流体流量，如图3。
超声波流量计的优缺点以及注意事项 超声波流量计的优缺点以及注意事项 外夹式或者管段式超声波流量仪表是以"速度差法"为原理，测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平，可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。 原理 根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。 超声流量计和超声波流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。 超声波流量计采用时差式测量原理:一个探头发射信号穿过管壁、介质、另一侧管壁后，被另一个探头接收到，同时，第二个探头同样发射信号被*个探头接收到，由于受到介质流速的影响，二者存在时间差Δt，根据推算可以得出流速V和时间差Δt之间的换算关系V=(C2/2L)×Δt，进而可以得到流量值Q 优缺点 优点 超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量。它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。 缺点 现今所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量zui大也是10-3数量级.若要求测量流速的准确度为1%，则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。 超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。 超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍，以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件故人声楔中，构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化，而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃，因为它透明，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外，某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。 特点功能 特点 ◆独特的信号数字化处理技术，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。 ◆无机械传动部件不容易损坏，免维护，寿命长。 ◆电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。 ◆智能化标准信号输出，人机界面友好、多种二次信号输出，供您任意选择。 ◆管段式小管径测量经济又方便，测量精度高。 注意事项
天然气长输管道课程设 计精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
天然气长输管道课程设计 一、设计任务 本设计所设计的中原油田至河北沧州输气管线： （1）管线全长800千米，年输气量为7×1083m/a（此流量为常温常压下 的流量 00.101325,293 P MPa T K ==）； （2）以全线埋深1.45m处年平均地温14.7℃作为输气管道计算温度，最 低气温：-5℃。平均温度 pj T=273+=； （3）各站自用系数（1-M）= %； （4）沿线无分输气体； （5）管道全线设计压力，气源进站压力，进配气站压力 Mpa（最高可到），站压比宜为~，站间距不宜小于100km； （6）城市用气月、日、时不均衡系数均为； （7）年输送天数350天； （8）管道平均总传热系数：取m2.℃； （9）管内壁粗糙度：取30μm； （10）地震基本烈度：6—7度； （11）天然气容积成分(%)： CH4 C2H6 C3H8 C4H10 CO2 N2 二、设计任务要求 完成本工程的基本设计文件，包括：说明书，计算书，线路走向图，站场平面布置图及工艺流程图；论文撰写要符合一般学术论文的写作规范，具备学术性、科学性和创造性等特点。应语言流畅、准确，层次清晰、文字详略得当、论点清楚、论据准确、中心突出、材料翔实、论证完整、严密，并有独立的观点和见解。 要求： 1、达到一定的设计深度要求；
2、初步掌握主要设备的选型； 3、熟悉并熟练应用常用工程制图软件； 4、熟悉储运项目设计程序步骤； 5、掌握储运项目常用标准规范； 6、熟悉并掌握天然气长输管路工艺的计算方法； 7、掌握长输管道站场的工艺流程图和平面布置图； 8、初步掌握站场管线安装设计； 9、通过与实际工程项目的结合，加深对所学知识的理解和认识。 10、书写设计说明书。 设计流程： 1、根据天然气的组成计算物理性质、热力性质和燃烧性质； 2、根据经济流速法或压差法确定管道直径，本设计全程采用统一管径， 并选取几组相应的壁厚参数； 3、用不固定站址法布站：首先确定根据储气量要求确定末段管道长度， 根据升压比、流量进行压缩机选型，并用最小二乘法计算压缩机特性 系数，确定平均站间距，得到压缩机站数，并取整； 4、计算管道壁厚； 5、对几种运输方案进行经济性比较； 6、对管道进行强度、稳定性等校核。 三、主要参考文献与相关标准 [1] 姚光镇主编．输气管道设计与管理．东营：石油大学出版社． [2] 《天然气长输管道工程设计》，石油大学出版社（以下简称《手册》） [3] 冯叔初等．油气集输．东营：石油大学出版社． [4] 王志昌主编．输气管道工程．北京：石油工业出版社．1997．4 [5] 李长俊主编．天然气管道输送．北京：石油工业出版社．2000．11 [6] 王树立等，输气管道设计与管理，北京：化学工业出版社.
超声波流量计和电磁流量计各自特点及区别比较 叙述了超声波流量计和电磁流量计在概论、工作原理、分类和工作性能的区别，提出，我国现阶段2种最常用流量计的特征和不同优势。 1超声波流量计和电磁流量计的概念 超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属无阻碍流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。 电磁流量计是1种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感 应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线。 2超声波流量计和电磁流量计的工作原理 超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统3部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。 超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。在电磁流量计中，测量管内的导电介质相当于法拉第试验中的导电金属杆，上下两端的2个电磁线圈产生恒定磁场。当有导电介质流过时，则会产生感应电压。管道内部的两个电极测量产生的感应电压。测量管道通过不导电的内衬（橡胶，特氟隆等）实现与流体和测量电极的电磁隔离。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”。 3超声波流量计和电磁流量计的分类 根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。 由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。
中华人民共和国石油天然气管道保护法 (中华人民共和国主席令第三十号) 《中华人民共和国石油天然气管道保护法》已由中华人民共和国第十一届全国人民代表大会常务委员会第十五次会议于2010年6月25日通过，现予公布，自2010年10月1日起施行。 中华人民共和国主席胡锦涛 2010年6月25日 中华人民共和国石油天然气管道保护法 2010年6月25日第十一届全国人民代表大会常务委员会第十五次会议通过 目录 第一章总则 第二章管道规划与建设 第三章管道运行中的保护 第四章管道建设工程与其他建设工程相遇关系的处理 第五章法律责任 第六章附则 第一章总则
第一条为了保护石油、天然气管道，保障石油、天然气输送安全，维护国家能源安全和公共安全，制定本法。 第二条中华人民共和国境内输送石油、天然气的管道的保护，适用本法。 城镇燃气管道和炼油、化工等企业厂区内管道的保护，不适用本法。 第三条本法所称石油包括原油和成品油，所称天然气包括天然气、煤层气和煤制气。 本法所称管道包括管道及管道附属设施。 第四条国务院能源主管部门依照本法规定主管全国管道保护工作，负责组织编制并实施全国管道发展规划，统筹协调全国管道发展规划与其他专项规划的衔接，协调跨省、自治区、直辖市管道保护的重大问题。国务院其他有关部门依照有关法律、行政法规的规定，在各自职责范围内负责管道保护的相关工作。 第五条省、自治区、直辖市人民政府能源主管部门和设区的市级、县级人民政府指定的部门，依照本法规定主管本行政区域的管道保护工作，协调处理本行政区域管道保护的重大问题，指导、监督有关单位履行管道保护义务，依法查处危害管道安全的违法行为。县级以上地方人民政府其他有关部门依照有关法律、行政法规的规定，在各自职责范围内负责管道保护的相关工作。 省、自治区、直辖市人民政府能源主管部门和设区的市级、县级人民政府指定的部门，统称县级以上地方人民政府主管管道保护工作的部门。
天然气长输管道设计中的节能分析 就管道行业而言，天然气长输管道运输是重点工作。随着我国节能减耗工作的开展，我国长输管道设计过程中也重视天然气长输管道节能工作的进行。如何降低管道的直接损耗成为现代社会亟需解决的问题。因此，对天然气长输管道设计中的节能措施进行分析具有重要的现实意义。 标签：天然气；长输管道；设计；节能 1、天然气长输管道的节能潜力 天然气长输管道节能是一个系统工程，要从源头开始考虑。从管道设计开始，包含管道优化运行、压缩机等重点耗能设备的运行维护以及充分利用余热余压和新能源。对于运行中的长输管道，节能的关键是提高管道运行的能源利用效率，减少燃料动力消耗。 2、天然气长输管道设计节能措施 2.1确定科学的输送工艺方案 通过对天然气长输管道发展趋势的有效分析，可知其将会朝着高压、长距离等方向发展，且对可靠的输送管道技术依赖性强。在实施天然气长输管道作业计划时，需要考虑高压输送效果，促使天然气流速能够保持在合理的范围内，减少与管道之间的摩擦损失，最大限度地提高天然气输送效率。与此同时，若长输管道使用中天然气密度逐渐增加时，由于其具有可压缩性特点，促使天然气输送过程中能够保持良好的压缩效果，减少了压气站设置数量，有利于降低天然气输送过程中的投入成本。在落实设计工作过程中，应从天然气长输管道设计压力、管径大小、项目投资效益、能耗水平等方面进行综合考虑，确定科学的输送工艺方案，降低天然气长输管道的直接能耗。实践过程中应考虑管道设计压力、管径对天然气长输管道综合能耗影响，确定出符合节能降耗理念要求的天然气输送工艺方案。具体表现为：若天然气长输管道管径相同，随着管道设计压力的加大，其综合能耗将会下降；当长输管道设计压力相同，随着管径的加大，其综合能耗也会降低。因此，在确定输送工艺方案的过程中，应根据实际情况，增强管道设计压力与管径的设计合理性。同时，为了避免天然气长输管道使用中可能存在安全隐患，应在保持管道设计压力、管径大小合理性的基础上，选择性能可靠的管材，降低天然气输送风险。 2.2借助内涂层方式提升管道运输量 天然气在进行管道运输时，会受到管道的阻力。管道内壁的粗糙程度越大，管道的阻力就越大，在管道的输送量以及出口压力保持在正常水平时，输送的压降会更大。面对这种情况，为减少管道的阻力，相关人员可以在管道的内壁上采用涂层技术，这有利于降低管道的腐蚀作用，使得管道的输送量不断提升。特别