超声波流量计小流量、反向流量测量、换能器故障分析

超声波流量计用来测量工作条件下的流量，流量计的性能状态直接影响了测量结果的准确性。天然气计量结果出现异议时，可以从小流量测量、反向流量测量、换能器故障等方面着手分析。

1、小流量影响分析

超声波流量计在实际测量的过程中非常容易受噪声、震动、气流脉动的影响。GB/T 18604—2014中明确指出超声波流量计测量天然气的典型流速范围一般为0.3~30m/s,流速越低其测量的准确性越差，当被测量流量小于最大测量流量的10%时，测量误差会明显增大，其测量结果的准确性需要结合用户的实际情况进行差异化分析。

（1）下游用户为加气站。加气站用气具有非连续性，下游压缩机频繁启停容易造成管网内的气流波动，从而引起超声波流量计重复计量。针对这种情况可以通过上下游联动的形式进行实测，观察压缩机停机后一段时间内天然气流量的变化情况，若流量不归零，存在波动，基本可以确定为气流波动造成重复计量。出现上述情况一方面可以考虑从工艺流程上解决，在流量计后端安装单向阀，另一方面可以考虑调整小流量切除值，从而避免管网内流体的波动造成超声波流量计计量的不准确。

塔里木油田某供气门站为下游2家用户供气，其中一家用户为加气站，另一家为化工厂。加气站2019年投运，投运后用户反馈上下游计量数据偏差超过3%。针对用户的诉求供气方开展了计量核查，通过反复测试发现加气站压缩机停机后的一段时间内，流速正负波动，同时受到相邻用气量较大的化工厂用户的影响，造成重复计量的流量相对较多，引起计量偏差。针对这种现象供方及时组织在流量计后端安装了单向阀，经过进一步验证双方计量数据基本持平，上下游对比偏差在1%以内，计量差异得到有效解决。

（2）下游用户为村镇民用燃气。村镇民用燃气的特点是用气高峰主要集中在早中晚做饭期间，其余时间用气量非常小，若供气门站的供气压力相对较高，很容易出现漏计的情况。考虑到村镇民用气下游管网一般不存在气流的较大波动，可以将超声波流量计的小流量切除值适当调低或者不进行小流量切除，部分超声波流量计对流体的流动非常敏感，当流速达到0.03m/s时方可计量，在没有其他信号干扰的情况下可计量小流量；在下游管网管容较大的情况下，还可以通过定期开关阀门利用管存气为下游用户进行间歇性供气达到精准计量的目的。

2、换能器故障影响分析

超声换能器是超声波流量计流量测量的核心部件，换能器出现故障将直接影响工作条件下流量测量的准确性，要判断超声换能器是否出现故障或者换能器表面是否积淀杂质，可以通过正常的声速核查进行初步判别。当怀疑换能器出现故障时，需要流量计厂家人员进一步确认，同时邀请客户共同核实，在供需双方都同意的情况下及时更换换能器并重新检定，避免引起计量纠纷。

3、流量计的安装

流量计的安装应尽可能避开振动环境，在涉及到调压的场站，流量计应安装在调压系统的上游，必要时调压设备应增加降噪装置，避免噪声对计量造成影响。超声波流量计一般都具备双向计量的功能，对于流量计前后直管段及流动调整器安装也有明确要求，一般情况为：20D直管段+流动调整器+10D直管段+流量计+10D直管段；若要满足双向计量，前后均需满足30D直管段要求，且流量计检定时需考虑正向及反向的检定。考虑到成本因素及现场安装位置的限制，贸易交接的场合基本上都按照单向计量进行设计安装。

审核编辑 黄昊宇