天然氣作為一種高效、清潔的能源和化工原料，其開采和應用越來越廣泛，而在天然氣開采、長距離傳輸以及終端貿易結算等環(huán)節(jié)中，如何做到可靠的過程控制計量和貿易結算計量，正日益引起人們的重視。我國天然氣貿易計量以往大多采用的是傳統(tǒng)儀表如氣體渦輪流量計、氣體腰輪流量計以及孔板流量計等，隨著超聲技術的發(fā)展和流量測試技術研究的深入，一種新概念速度式高精度流量測量表——氣體超聲流量計被引入了天然氣的計量領域。20 世紀90 年代中后期，氣體超聲流量計因其與傳統(tǒng)節(jié)流裝置相比，具有可雙向測量，大量程比，無壓損，無可動部件，高精度及重復性好等優(yōu)勢，無論在國外還是在國內都得到了較為廣泛的發(fā)展。
1998 年，美國AGA（美國天然氣協(xié)會）發(fā)布了AGA9 號報告《用多聲道超聲流量計測量天然氣流量》；ISO 也發(fā)布了ISO/TR—12765《用時間傳播法超聲流量計測量封閉管內的流體流量》技術報告。這些由權威機構發(fā)布的報告大大推動了氣體超聲波流量計的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。為了適應我國天然氣開發(fā)需要，滿足長輸天然氣管道計量的需求，我國于2000 年引進了氣體超聲流量計，開展了一系列產(chǎn)品驗證及可行性評估研究。并于2001 年編制了GB/T18604《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》的國家標準。隨著我國天然氣管道建設的發(fā)展，INSTROMAT、DANIEL 等多家外國公司的氣體超聲流量計開始大量應用于我國天然氣長輸管道的貿易計量。我國于2002 年開始研制國產(chǎn)氣體超聲流量計，由國內具有70 多年儀表生產(chǎn)經(jīng)驗的上海維思儀器儀表有限公司承擔研發(fā)工作，2005 年取得了樣機型式認證、生產(chǎn)許可證和防爆認證。2006 年該公司生產(chǎn)的氣體超聲流量計在華陽天然氣流量測試中心通過了符合GB/T18604—2001《用氣體超聲流量計測量天然氣流量》標準的實流測試。

國內外氣體超聲流量計性能比較
換能器工作頻率    由于氣體超聲流量計中換能器（傳感器）工作頻率上的差異，超聲信號在氣體介質中的衰減程度各不相同，超聲頻率高，信號衰減比較大；在實際應用過程中，壓力提高，氣體介質的密度增加，超聲信號的衰減程度減小。進口的氣體超聲流量計的工作頻率比較高，一般在100～200kHz。其優(yōu)點是抗噪聲和抗電磁干擾的能力強（一般干擾信號都在50kHz 以下），接收信號檢波時誤差小、精度高等；缺點是在低壓力氣體條件下或在組分異常情況下，由于信號衰減而不能進行正常工作。INSTROMAT的產(chǎn)品根據(jù)壓力應用范圍分為 0.3 ～ 1.0MPa 、1.6 ～ 4.0MPa 、6.3 ～ 15MPa 幾個等級，而DANIEL公司的產(chǎn)品最低壓力從 0.7 ～ 1.0MPa 開始（以上數(shù)據(jù)來源于廠家產(chǎn)品手冊）。國產(chǎn)產(chǎn)品是基于自主研發(fā)的完全知識產(chǎn)權的超聲波換能技術，可通過自動增益調整，根據(jù)不同氣體的工況條件自動變更換能器的工作頻率以滿足壓力變化的需要。因而，國產(chǎn)氣體超聲流量計的應用壓力范圍比較寬，最低工作壓力可達到20kPa。由于擁有獨創(chuàng)的換能器信號增強技術，即便是在國內某些區(qū)域，當氣體組分情況超過美國AGA8 號報告所限定的正常范圍時，國產(chǎn)超聲流量計仍然能夠正常工作，并取得較好的計量精度。
量程比    從現(xiàn)場應用測試數(shù)據(jù)看，部分進口產(chǎn)品在精度范圍內實際的量程比為 1：10，超過 1：10 后流量的復現(xiàn)性會變差。而國產(chǎn)產(chǎn)品由于信號覆蓋范圍較大，在精度范圍內，量程比可達到 1：20 以上。因此，在壓力變化較大、流量范圍變化劇烈的應用場合，國產(chǎn)超聲流量計具有較大的技術優(yōu)勢。
故障診斷    國外公司由于具有十幾年的氣體超聲流量計開發(fā)、生產(chǎn)和應用的經(jīng)驗，積累了許多計量系統(tǒng)運行方面的數(shù)據(jù)，在流量計故障診斷方面做了大量的工作，如數(shù)字自動增益倍數(shù)的記錄、信噪比、接收信號百分比、理論聲速和實測聲速的比較等，JJG1030—2007 超聲流量計計量檢定規(guī)程已經(jīng)將故障診斷的有關內容列為必檢內容。鑒于新檢定規(guī)程已經(jīng)頒布，國產(chǎn)新一代具備全部故障診斷功能的氣體超聲流量計，將于近期推向場。
修正計算的配置    進口氣體超聲流量計通常由流量計和流量計算機兩部分組成。在應用現(xiàn)場的轉換器獲得的只是工況流量，現(xiàn)場不對由于溫度和壓力變化引起的表體幾何尺寸變化進行參數(shù)修正，也不對溫度和壓力引起的氣體壓縮因子的變化進行修正，所有溫度和壓力修正需要在遠程控制室中的流量計算機上完成。在某些情況下，并不能完全反映現(xiàn)場即時情況，在一定程度上會造成計量不準確。國產(chǎn)氣體超聲流量計完全克服了這一問題，溫度和壓力變化對幾何尺寸以及壓縮因子的影響在現(xiàn)場就可進行即時測量和修正。
現(xiàn)場顯示    國產(chǎn)氣體超聲流量計由于可完成現(xiàn)場標況流量補償計算，因此也具備了現(xiàn)場顯示標況流量信息的能力，方便了用戶對現(xiàn)場信息的掌握和采集，在某些應用場合，用戶甚至不需要再配備價格昂貴的流量計算機，就可以完成對流量信息的采集和控制。而進口產(chǎn)品基本不具備現(xiàn)場觀察功能，有的也僅僅是瞬時工況流量。
服務和價格    國產(chǎn)氣體超聲流量計產(chǎn)品由于擁有地域及人力資源的天然優(yōu)勢，具有技術支持響應時間短，售后服務到位、零部件費用經(jīng)濟的優(yōu)勢，克服了進口氣體超聲流量計的產(chǎn)品價格和技術支持費用較高，售后服務響應時間較長，零配件費用較貴的問題。
氣體超聲流量計安裝要求
氣體超聲流量計是一種速度式的流量計，要求測量管段流體的流速剖面均勻對稱，并且要盡可能地減少漩渦流。同時為了將不對稱流的影響降到最低，需在氣體超聲流量計前后安裝直管段，在前直管段中加裝整流器。

一般情況下，氣體超聲流量計安裝的位置要遠離振動源，避免安裝在可能引起信號處理單元及超聲換能器等部件發(fā)生頻率共振的位置。工藝管道中的調節(jié)閥要盡量安排在流量計的后面，并要保證一定的安裝距離。有些情況下盡管在調節(jié)閥與流量計之間裝有匯流管，還是遇到調節(jié)閥由于振動頻率與流量計換能器頻率接近造成計量誤差的問題。解決該問題最好的方式是在安裝前期，廠方派遣專業(yè)工程師到現(xiàn)場測試應用場合的振動數(shù)據(jù)，并按照現(xiàn)場情況選配或定制合適的氣體超聲流量計換能器的工作頻率，避免由此造成的測量誤差。國產(chǎn)廠家目前可以為用戶提供完善的售前技術支持和現(xiàn)場專業(yè)指導，只要用戶與廠家進行安裝位置選擇和測量調試的配合，可以避免因安裝引起的測量誤差問題。
國產(chǎn)氣體超聲流量計的發(fā)展前景
準確地進行天然氣流量計量是企業(yè)部門進行經(jīng)濟分析、降低運行成本的關鍵環(huán)節(jié)，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益，倍受供需雙方關注。隨著世界能源供求的日益緊張，人們都十分關心并尋求一種精度高、運行可靠、適應性強的流量計來測量天然氣流量，以維護企業(yè)的利益。超聲流量計自投放市場以來，與目前其他類型流量計相比，顯然具有更好的性能特性，因而倍受用戶青睞。目前國內規(guī)劃建設中的天然氣輸氣工程，貿易計量的****流量計為超聲流量計，口徑 DN250～DN300mm。由于進口氣體超聲流量計成本較高，以及國內實流標定能力等問題尚未很好解決，中小型站場仍然選用 DN50～DN200mm 渦輪流量計。而國產(chǎn)氣體超聲流量計在價格和服務等方面具有一定優(yōu)勢，可以填補中小型站場使用氣體超聲流量計的空白。國產(chǎn)氣體超聲流量計測量精度高、量程比大、無壓損、無可移動部件，符合 JJG1030—2007 中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程 超聲流量計。同時該產(chǎn)品大量采用了與國內天然氣管道廣泛應用的管道材料、法蘭、直管段等一致的壓力密封材料和配件，可滿足中高壓力（10MPa 以上）的長輸天然氣管道建設需求。從實際應用情況分析，雖然國產(chǎn)氣體超聲流量計的研制工作起步比較晚，但與進口產(chǎn)品相比較，具有顯著的應用技術和經(jīng)濟成本優(yōu)勢。雖然目前尚沒有在長距離、高壓、大口徑天然氣管道上應用的經(jīng)驗，但已有一批較為成熟的產(chǎn)品應用于中低壓輸氣管道和城鎮(zhèn)燃氣管道上，且運行狀況良好�；�于國家宏觀戰(zhàn)略規(guī)劃的考慮，為了提高能源資源管理的準確性和能源技術安全性，大力支持和推廣國產(chǎn)氣體超聲流量計在天然氣開采、輸送、集氣站、氣體處理廠、集輸管道、長輸管道、地下儲氣庫以及煤層氣田等各個環(huán)節(jié)的全面應用，具有非常重要的意義。因此，國產(chǎn)氣體超聲流量計在輸氣管道建設領域的應用，將有著非常廣闊的發(fā)展前景。

以上資訊由上海磊騰自動化科技有限公司獨家提供，請勿轉載，m.tg-ms.com