浅析超声波燃气表的计量性能和应用前景

【摘  要】超声波计量技术广泛应用于大管径、输气管道、城市门站等场所管道天然气的计量，具有无运转部件、精度高等优势。超声波燃气表多采用时差法计量技术，通过测量超声波逆流和顺流传播时间差实现天然气流量计量。超声波燃气表虽然已经在我国家用燃气计量领域试点多年，但是由于居民用户室内燃气管道的管径小、安装环境复杂、不易满足超声波燃气表对流态的要求等原因，超声波燃气表至今仍未得到大规模普及应用。本文基于国内三大燃气公司目前试用情况，分析了目前超声波燃气表市场应用量小的原因，浅析了超声波燃气表的应用前景，对其应用提出了建议。

【关键词】超声波燃气表;性能特点;试用情况;应用建议

1.超声波燃气表性能

1.1 超声波燃气表原理

超声波在燃气介质中顺流方向和逆流方向的时间差与燃气的平均流速成正比，通过计算超声波的传播时间差与传播距离的关系计算得到燃气流速，由流速与声道在燃气表管道截面积的乘积即可获得到燃气的流量。时差法燃气表的工作原理如图1所示。

（5）安全性能高

超声波燃气表具有拆表检测功能，根据超声波在不同介质中的传播速度不同，超声波表可识别异常拆表动作，记录拆表时间;长期小流量、长期超流量监控并可根据需要进行阀门切断;长期无计量时进行关阀监控，防止意外或者偷漏气发生;可与燃气报警器进行接口，发现可燃气体报警后进行远程数据报警。

2.超声波燃气表在国内几大燃气公司的应用情况

（1）上海燃气松江公司

下表为松江大学城内超声燃气表累计总量与皮膜表累计总量及其差值。

上海松江燃气G6-G40的民用和商业用户经过比对后正在推广使用带无线远传和控制功能的超声燃气表，2019-2020年计划使用超声燃气表3000只（SK），目前已经安装地暖和商业用户200台（SK）。

（2）北京燃公司

北京燃气集团2016-2017年选用了100台（SK）民用超声燃气表和皮膜表的串联比对，运行一年多后累积记录数据，超声波燃气表与皮膜表计量差为可控。目前已经逐步在商业和民用地暖推广应用（SK）超声波燃气表，2019-2020年计划安装5000台（SK），现在已经安装200台（SK）。

（3）港华燃气杭州公司

港华杭州超声波燃气表经过试用比对后开始在地暖用户和商业用户小范围试用，商业用户使用200台，民用地暖用户使用5000台（WX）。

3.目前超声波燃气表市场应用量小的原因分析

目前超声燃气表只有地方检定规程，国家检定规程仍处于讨论阶段，还未正式发布，这对计量器具的性能测试、首次及后续检定带来较大不确定性。从已使用的现场情况来看，城镇环境中电磁波、高频背景噪音等不可预测原因影响导致燃气表计量不准确性，这对超声燃气表的使用带来一定的计量和法律风险。

4.前景分析

通过对北燃、上海燃气、港华燃气公司现场调研，三大燃气公司均对国内比较成熟的SK和WX两种超声波燃气表与皮膜表和小口径的涡轮、罗茨流量计进行了1-2年的比对试验，选择了带温压补偿的超声波燃气表，计量公平准确，目前三大燃气公司正进行逐步推广应用。结合国内几大超声燃气表厂家调研情况，超声波计量仪表的应用量现阶段虽然较低，但其量程比大、可动部件少、压损少、智能化程度高、体积小等优势，在新标准、规程发布和市场检验了其优势之后，超声波计量仪表使用是未来天然气计量的发展趋势。中石油、深圳燃气、重庆燃气、成都燃气公司等大的天然气公司，目前正在比对试验中，待检验超声波燃气表的性能后逐步推广应用。

5.结论和建议

从调研的几家燃气公司具体情况来看，燃气公司对超声波计量仪表应用于交接计量都比较谨慎，都进行了串联比对的方式验证其性能和计量误差（至少运行一年以上）。对终端燃气公司，选取技术成熟，国内几家大燃气公司试点应用，市场上使用量较大的几家超声波计量仪表进行串联比对，运行1-2年取得实事数据后再进行分析，制定下一步超声波燃气表的推广应用方案切实可行。超声波技术用于民用燃气表仅是一个时间的问题，若民用超声燃气表能够走向市场，将会对现有民用燃气表应用产生深远的影响。因此，無论是产品开发生产厂商或是应用管理方，做好前期相关技术研究、准备、跟踪或了解、把握相应的技术标准对未来工作的开展有重要意义。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家标准GB/T 18604-2014“用气体超声流量计测量天然气流量”，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布。

[2]户用超声波燃气表JJG（京）3001-2017[S].北京：中国质检出版社，2017：4

[3]牛今丹.超声换能器声匹配层设计方法及其声学特性研究（硕士学位论文）[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014：7-8.

[4]郝长富，韩洁.超声波流量计在天然气贸易结算的应用[J].煤气与热力2010，30（8）：A31-A33.

[5]张子霖，张东平.超声波物联网燃气表的应用[J].煤气与热力2017，37（6）：B34-B37.

[6]王秀桥，黎红军，赵晓军，等.智能超声波燃气表的技术研究[J].煤气与热力2017，37（8）：B26-B28.

[7]冯宝庭，唐所臣.天然气超声波流量计的应用[J].煤气与热力2006，26（1）：8-10

作者简介：

伍淑辉，1972年2月生，女，工程师，毕业于四川大学，主要从事计量管理工作。

（作者单位：西南油气田燃气分公司计量检测维护中心）