煤層氣流量計選型

江蘇奧科儀表有限公司

T：/   柏經(jīng)理

煤層氣是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源，屬非常規(guī)天然氣，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。

那么煤層氣流量計的選型要結(jié)合煤層氣介質(zhì)的實際工況，對比了氣體計量常用的三種流量計：超聲波、渦輪、孔板節(jié)流裝置、高級孔板閥。

1、氣體渦輪流量計：由于煤層氣介質(zhì)特殊，考慮到含有煤粉，對葉輪的損耗太大，導(dǎo)致使用壽命縮短，需要經(jīng)常維護，所以對于煤層氣的流量計量，暫不考慮使用渦輪流量計。

2、超聲流量計：超聲波流量計與渦輪流量計性能大多相近，其憑借較大的量程比和對含有雜質(zhì)氣體計量的適應(yīng)性廣泛應(yīng)用于氣體管道 （≥DN100）流量計量中。但超聲波流量計費用過高，對于煤層氣集輸工程來講，初期產(chǎn)能較低，使得對工程成本的控制尤為重要，相對來說超聲計量沒有較好的性價比。 但如果不考慮經(jīng)濟因素，超聲波流量計以其更多的優(yōu)勢作為煤層氣貿(mào)易計量的合適流量計。

3、孔板節(jié)流裝置：孔板節(jié)流裝置為經(jīng)典計量方法，如果可以提供足夠的直管段長度，配備高精度高性能的變送器，可以滿足煤層氣貿(mào)易交接的計量要求。并且維護工作量較少，價格適中，十分適合煤層氣雜質(zhì)多、對投資控制嚴格的計量要求。但由于孔板節(jié)流裝置的量程比較小，很難應(yīng)對煤層氣集輸站場流量波動較大的情況。

4、高級孔板閥：高級孔板閥的計量原理同節(jié)流裝置是相同的，他們最主要的區(qū)別在于高級孔板閥可在線更換孔板，可對流量范圍的較大波動及時做出調(diào)整。高級孔板閥相對來說更適合壓力較低的情況下使用，因為高級孔板閥的重點就是在線更換孔板功能，氣密性就成了最重要的問題。所以在高壓的情況下，在線更換的安全問題就顯得更加重要，在高壓下進口設(shè)備整體來說要優(yōu)于國產(chǎn)設(shè)備。

結(jié)論：

通過以上的分析，測量煤層氣使用超聲波流量計和高級孔板閥較為合適。但是由于高級孔板閥的價格同超聲流量計相差無幾，因此在高壓情況下依然推薦使用超聲計量的方式。下面就詳細介紹超聲波流量計。

一、概述：

超聲波式流量計基本配置為主機（顯示器）+ 傳感器（外敷或插入） 主機有標準壁掛式、盤裝式和防爆式等可選傳感器分為外夾式傳感器和插入式傳感器；外夾式傳感器特點是在不希望破壞管道的應(yīng)用場合，安裝操作簡單無須任何施工，外夾式傳感器的安裝是將兩只傳感器外敷在管道外壁，不與被測流體接觸。

二、煤層氣流量計選型測量原理：

利用了低電壓、多脈沖時差原理，采用高精度和超穩(wěn)定的雙平衡信號差分發(fā)射、差分接收數(shù)字檢測技術(shù)來測量順流和逆流方向的聲波傳輸時間，根據(jù)時差計算出流速。
當超聲波波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，其傳播時間的變化正比于液體的流（可實際測量零流量的技術(shù)）；介質(zhì)流動時，逆流方向的聲波傳輸時間大于水流方向的聲波傳輸時間。

三、特點：
1、高精度測量
線性度優(yōu)于0.5%，重復(fù)性精度優(yōu)于0.2%，測量精度優(yōu)于±1%；
2、強大的記憶功能
自動記憶前512日、前128月、年的累計流量，自動記憶前64次來電和斷電時間和流量，自動記憶前32日流量計的工作狀態(tài)是否正常；
3、測量范圍大
選用不同型號的傳感器,可實現(xiàn)口徑DN15～DN6000mm管道流量的測量；
4、可靠性高
采用低電壓、多脈沖發(fā)射電路，測量精度、使用壽命及可靠性大幅提高；
5、支持中英文菜單
不同版本的流量計，可支持中文或英文菜單，方便快捷；
6、抗干擾能力強
采用雙平衡信號差分發(fā)射、接收電路，有效抵御變頻器，電視塔、高壓線等強干擾源。
四、技術(shù)指標：
測量液體：水，海水，堿等單*體，濁度小于10000ppm，粒徑小于1mm；
管道材料：鋼，鑄鐵，PVC管材等超聲波可穿透的滿管，質(zhì)地致密，無嚴重腐蝕結(jié)垢，允許薄層質(zhì)密襯里；
管襯材料：橡膠，環(huán)氧瀝青，玻璃鋼，砂漿等，或無襯里；
管徑范圍：DN15mm~6000mm，插入式傳感器適用管經(jīng)DN25mm~6000mm；
流速范圍：-32m/s~0~+32m/s,雙向流；
準 確 度：±1.0%顯示值（標準條件下）。配置插入式傳感器準確度可達0.5%；
線 性 度：0.5%；
信號輸出：4-20mA或0-20mA RS-485；
傳 感 器：分為外夾式和插入式。標準配置為外夾式。插入式傳感器zui高工作壓力3MPa；
直管段長：上游>10D，下游>5D 距泵出口>30D（D:管徑）；
顯示方式：2*20字符液晶顯示，帶LED背光；
防護等級：IP65；
防爆等級：ExdⅡBT4；
電 源：AC220V、DC8~36V或AC7~30V；
環(huán)境溫/濕度： 主機-20℃~+80℃;傳感器-20℃~+80℃或-20℃~+160℃可選，傳感器可浸水工作，水深小于2m。

五、工作環(huán)境要求：
1、主機溫度：-30℃~80℃；
2、流量傳感器溫度：-40℃~160℃；
3、溫度傳感器溫度：根據(jù)用戶需要選定；
4、主機濕度：85%RH；
5、流量傳感器濕度：可浸水工作，水深≤3m；
6、電源：AC220V或DC8~36V或AC7~30V。
六、傳感器的安裝步驟：
1、選擇有足夠直管段長度位置，是新管道、無銹蝕、易于操作的地方。
2、清除管道上的雜物和銹蝕，使用角磨砂輪機打掉銹蝕。
3、在傳感器的發(fā)射面上涂上足夠多的耦合劑（如：黃油、凡士林等），涂耦4、合劑的目的是排除傳感器發(fā)射面與管道外表面之間的空氣。
5、特別提醒：應(yīng)避免沙粒和雜物進入這中間。
6、水平方向的管道內(nèi)壁上部有可能殘存著一些氣泡，在這樣的管道上安裝時應(yīng)選擇在與管道的側(cè)面垂直相切的面上。
七、使用說明：
1、零流量檢查
當管道液體靜止，周圍無強磁場干擾、無強烈震動情況下，表頭顯示為零，此時自動設(shè)置零點，消除零點飄移，運行時須做小信號切除，通?？闪髁啃∮跐M程流量5%，自動切除。同時零點也可菜單進行調(diào)整。
2、儀表面板鍵盤操作
啟動儀表運行前，首先要對參數(shù)進行有效設(shè)置，例如，使用單位制、安裝方式、管道直徑、管道壁厚、管道材料、管道粗糙度、流體類型、兩探頭間距、流速單位、zui小速度、zui大速度等。所有參數(shù)輸入正確，儀表方可正確顯示實際流量值
3、流量計定期校驗
保證流量計準確度，我們進行定期校驗，通常我們采用更高精度便攜式流量計進行直接對比，利用所測數(shù)據(jù)進行計算:誤差=測量值-標準值/標準值，利用計算相對誤差，修正系數(shù)，使測量誤差滿足±2%誤差，即可滿足計量要求。該操作簡單方便，可有效提高計量準確度。  

八、傳感器選配：

1、可選配外縛傳感器：

外縛式傳感器是將傳感器直接捆綁在被測管道的外表面從而實現(xiàn)流量測量的一種安裝方式，具有與管徑無關(guān)、安裝簡單、無需停產(chǎn)、無壓力損失等特點。

2、插入式傳感器：  

插入式傳感器是指在被測管道上利用專用開孔工具在不停產(chǎn)的情況下在線打孔，使傳感器和被測介質(zhì)直接接觸從而實現(xiàn)流量測量的一種安裝方式，該款傳感器解決了外縛式傳感器在測量結(jié)垢較厚的管道時不易接收到信號及長時間測量信號衰減的問題，具有不停產(chǎn)安裝、免維護、與管徑無關(guān)、無壓力損失等特點。
管道材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼時可直接焊接安裝，對于不可直接焊接的管道，如鑄鐵、玻璃鋼、PVC、水泥管等需配備廠家制作的專用管箍方可安裝，為防止漏水，用戶訂貨時請?zhí)峁┍粶y管道的準確外徑或周長。

3、固定管段式傳感器：
管段式傳感器是采用法蘭將管段傳感器與被測管路直接連接的一種測量方式，該款傳感器解決了外縛式和插入式傳感器在安裝過程中由于人為或被測管道參數(shù)不準確引起的誤差而造成測量精度下降的問題，具有測量精度高，穩(wěn)定性好、免維護等特點，是未來超聲波流量計的發(fā)展方向。

固定管段式傳感器技術(shù)參數(shù)：

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4、沒有一種所謂的流量計，針對于特定的工況總有一種zui合適的流量計！
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