淺談壓力及溫度變送器測量效果對氣體超聲流量計的影響

李妍

摘 要：氣體超聲流量計計量結果的準確度和壓力、溫度的測量的準確性密切相關。在天然氣站場，壓力變送器和溫度變送器在使用過程中會因為各種原因而影響到測量的效果，所以分析和總結壓力變送器、溫度變送器在使用過程中的問題，有利于提高天然氣計量準確度。

關鍵詞：壓力變送器、溫度變送器;氣體超聲流量計

國內某氣站管理天然氣流量計20臺，其中氣體超聲流量計6臺，氣體渦輪流量計11臺，智能旋進旋渦流量計3臺。因氣體超聲流量計具有無可動部件、無阻力件、無壓損、量程比寬、測量精度高、可雙向測量等特點，在輸配氣量較大的計量線路，如對外貿易交接的四條雙向計量線路，配備DN300氣體超聲流量計。

在生產過程中，我們發現這4臺氣體超聲流量計配套使用的壓力變送器和溫度變送器出現故障的頻率，較其他配套設施的故障頻率較高。本文通過分析影響壓力變送器、溫度變送器測量效果的因素，針對如何避免不利因素的干擾進行探索，確保氣體超聲流量計接收到準確的壓力、溫度補償信號。

1 簡介

1.1 氣體超聲流量計

氣體超聲流量計是利用超聲波的傳播速度隨流速變化而發生變化的原理來測量的氣體流速的流量計。一套氣體超聲流量計計量系統由流量計本體、流量計算機，以及配套的溫度變送器、壓力變送器、在線色譜分析儀等部分構成。

某氣站使用RMG廠家6聲道氣體超聲流量計，型號為USZ08-6P（DN300;Class900）。通過輸入溫度、壓力，以及組分等參數，流量計算機可以將工況流量通過協議轉換為用于貿易交接的標況流量，計量公式如下：

其中：f代表工況條件下，b代表標準參比條件。

基于上述公式，可以得到氣體超聲流量計計量結果，即標況流量的準確度與壓力、溫度測量的準確性密切相關。

1.2 壓力變送器

壓力變送器是一種將壓力轉換成氣動信號或電動信號進行控制和遠傳的設備。某氣站氣體超聲流量計配套使用羅斯蒙特3051型號精密型絕壓變送器，為天然氣流量的壓力補償提供壓力信號。壓力變送器與流量計算機ERZ2000直接相連，通訊方式采用基于（4-20mA）的HART協議。

1.3 溫度變送器

溫度變送器是一種將溫度變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。某氣站氣體超聲流量計配套使用羅斯蒙特3144P型精密溫度變送器，為天然氣流量的溫度補償提供溫度信號。溫度變送器與流量計算機ERZ2000直接相連，通訊方式采用基于（4-20mA）的HART協議。

2 分析影響測量效果的因素

某氣站為雙向計量站。冬季，呼圖壁儲氣庫采氣向北疆環網注入天然氣;夏季，從西部管道昌吉分輸站西二線下載氣注入呼圖壁儲氣庫，對西二線和準噶爾環網起到調峰、應急、戰略儲備的作用。每個周期的注氣、采氣量超過10億方，日交接氣量500萬-1200萬方。所以，保證壓力和溫度測量的準確性，得到可靠有效的計量數據，對交接雙方尤為重要。

匯總2017-2018年氣體超聲流量計算機有關壓力、溫度值的報警信息可以看出，溫度變送器在多雨季節或者溫差較大的季節受水汽影響，壓力變送器在冬季易產生引壓管積液問題。具體分析如下：

2.1 影響溫度變送器測量值的因素

一是因為水汽。出于防爆要求，現場電氣儀表嚴格按照安全標準做好接頭密封，溫度變送器配有防爆撓性管，并且對其密封性要求很高，但站場為露天環境，撓性管金屬絲老化甚至內部斷裂不易被發現，就會出現雨水滲入變送器殼內的風險。由于水的電解質特性，可能造成儀表指示的失準、跳變甚至短路，進而影響流量計計量結果。其次，在晝夜溫差大的季節，儀表內部的水汽會凝結，附著在電路板上，造成短路或其他故障。

二是溫度變送器保護套管進入雜質。我們發現，在拆裝儀表、更換直管段等操作時，溫度變送器保護套管內有可能進入雜質、水等，會造成測溫元件不能及時與管線內的天然氣達到熱平衡，導致實測溫度值偏低。

三是儀表接線問題。在拆裝壓力表，或者進行檢定時，溫度傳感器的接線端子、熱電阻有可能出現接線松動、接線脫離、引出線斷裂等故障，造成溫度跳變的故障。

2.2 影響壓力變送器測量值的因素

從上文可以看出，造成壓力值報警的主要原因是引壓管積液。在注采轉換期，某氣站氣體超聲流量計會進行調頭操作。流量計調頭后，流量計取壓口位置離原有的壓力變送器安裝立柱較遠，因此更換一根較長的引壓管連接，如圖2所示。在冬季溫度很低的情況下，引壓管過長，且有傾斜角度，易積液，即造成壓力突降，或者無壓力信號。

3 應對措施

總結近年來某氣站氣體超聲流量計的運行情況，在保證配套儀表型號和量程選擇合適、檢定校準符合要求的前提條件下，我們需要做到以下幾點來提高壓力和溫度測量的準確性。

一是保證儀表的密封性。對于溫度變送器、壓力變送器的電氣接口，日常的密封性檢查及冬夏兩季及時緊固是非常必要的。要保證接頭緊固無松動，防爆繞性管金屬絲平滑無老化，定期更換儀表端蓋密封圈。同時，還可以在儀表上加裝遮雨罩，減少冰雪、雨水、陽光直射等環境變化對儀表的影響。

二是選擇合適的引壓管布局，降低管內積液的風險。某氣站總結冬季運行的經驗，已將部分存在隱患的引壓管做了改造，選擇最短路徑，做到水平布局，避免管線積液。冬季定時對壓力變送器進行排污放空。

三是規范拆裝儀表的操作。在進行拆裝操作時，嚴格按照操作規程，先斷電，再動作。檢查儀表內部清潔干燥，接線符合要求，螺絲螺帽齊全緊固，接觸良好，避免造成短路，損壞儀表。同時，檢查溫度保護套管內是否有無雜質，防止溫度傳輸的遲滯。

四是做好日常監控，加強溫度、壓力值的比對工作。某氣站進出站、四條計量線路均配備壓力、溫度參數的監控儀表，在日常運行過程中，崗位員工要對壓力、溫度值的變化具有敏感性。在發生突發情況時，能及時發現和處理，降低對氣體超聲流量計計量結果的影響。

保證壓力和溫度測量儀表的準確、可靠，對確保氣體超聲流量計計量系統的準確度有非常重要的意義。這就需要生產現場使用維護人員深入分析儀表的運行情況，不斷積累現場應用經驗，充分掌握影響計量的因素，制定相應的解決對策，用準確有效的測量值更好地服務于天然氣計量工作。