浅谈压力及温度变送器测量效果对气体超声流量计的影响

李妍

摘 要：气体超声流量计计量结果的准确度和压力、温度的测量的准确性密切相关。在天然气站场，压力变送器和温度变送器在使用过程中会因为各种原因而影响到测量的效果，所以分析和总结压力变送器、温度变送器在使用过程中的问题，有利于提高天然气计量准确度。

关键词：压力变送器、温度变送器;气体超声流量计

国内某气站管理天然气流量计20台，其中气体超声流量计6台，气体涡轮流量计11台，智能旋进旋涡流量计3台。因气体超声流量计具有无可动部件、无阻力件、无压损、量程比宽、测量精度高、可双向测量等特点，在输配气量较大的计量线路，如对外贸易交接的四条双向计量线路，配备DN300气体超声流量计。

在生产过程中，我们发现这4台气体超声流量计配套使用的压力变送器和温度变送器出现故障的频率，较其他配套设施的故障频率较高。本文通过分析影响压力变送器、温度变送器测量效果的因素，针对如何避免不利因素的干扰进行探索，确保气体超声流量计接收到准确的压力、温度补偿信号。

1 简介

1.1 气体超声流量计

气体超声流量计是利用超声波的传播速度随流速变化而发生变化的原理来测量的气体流速的流量计。一套气体超声流量计计量系统由流量计本体、流量计算机，以及配套的温度变送器、压力变送器、在线色谱分析仪等部分构成。

某气站使用RMG厂家6声道气体超声流量计，型号为USZ08-6P（DN300;Class900）。通过输入温度、压力，以及组分等参数，流量计算机可以将工况流量通过协议转换为用于贸易交接的标况流量，计量公式如下：

其中：f代表工况条件下，b代表标准参比条件。

基于上述公式，可以得到气体超声流量计计量结果，即标况流量的准确度与压力、温度测量的准确性密切相关。

1.2 压力变送器

压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。某气站气体超声流量计配套使用罗斯蒙特3051型号精密型绝压变送器，为天然气流量的压力补偿提供压力信号。压力变送器与流量计算机ERZ2000直接相连，通讯方式采用基于（4-20mA）的HART协议。

1.3 温度变送器

温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。某气站气体超声流量计配套使用罗斯蒙特3144P型精密温度变送器，为天然气流量的温度补偿提供温度信号。温度变送器与流量计算機ERZ2000直接相连，通讯方式采用基于（4-20mA）的HART协议。

2 分析影响测量效果的因素

某气站为双向计量站。冬季，呼图壁储气库采气向北疆环网注入天然气;夏季，从西部管道昌吉分输站西二线下载气注入呼图壁储气库，对西二线和准噶尔环网起到调峰、应急、战略储备的作用。每个周期的注气、采气量超过10亿方，日交接气量500万-1200万方。所以，保证压力和温度测量的准确性，得到可靠有效的计量数据，对交接双方尤为重要。

汇总2017-2018年气体超声流量计算机有关压力、温度值的报警信息可以看出，温度变送器在多雨季节或者温差较大的季节受水汽影响，压力变送器在冬季易产生引压管积液问题。具体分析如下：

2.1 影响温度变送器测量值的因素

一是因为水汽。出于防爆要求，现场电气仪表严格按照安全标准做好接头密封，温度变送器配有防爆挠性管，并且对其密封性要求很高，但站场为露天环境，挠性管金属丝老化甚至内部断裂不易被发现，就会出现雨水渗入变送器壳内的风险。由于水的电解质特性，可能造成仪表指示的失准、跳变甚至短路，进而影响流量计计量结果。其次，在昼夜温差大的季节，仪表内部的水汽会凝结，附着在电路板上，造成短路或其他故障。

二是温度变送器保护套管进入杂质。我们发现，在拆装仪表、更换直管段等操作时，温度变送器保护套管内有可能进入杂质、水等，会造成测温元件不能及时与管线内的天然气达到热平衡，导致实测温度值偏低。

三是仪表接线问题。在拆装压力表，或者进行检定时，温度传感器的接线端子、热电阻有可能出现接线松动、接线脱离、引出线断裂等故障，造成温度跳变的故障。

2.2 影响压力变送器测量值的因素

从上文可以看出，造成压力值报警的主要原因是引压管积液。在注采转换期，某气站气体超声流量计会进行调头操作。流量计调头后，流量计取压口位置离原有的压力变送器安装立柱较远，因此更换一根较长的引压管连接，如图2所示。在冬季温度很低的情况下，引压管过长，且有倾斜角度，易积液，即造成压力突降，或者无压力信号。

3 应对措施

总结近年来某气站气体超声流量计的运行情况，在保证配套仪表型号和量程选择合适、检定校准符合要求的前提条件下，我们需要做到以下几点来提高压力和温度测量的准确性。

一是保证仪表的密封性。对于温度变送器、压力变送器的电气接口，日常的密封性检查及冬夏两季及时紧固是非常必要的。要保证接头紧固无松动，防爆绕性管金属丝平滑无老化，定期更换仪表端盖密封圈。同时，还可以在仪表上加装遮雨罩，减少冰雪、雨水、阳光直射等环境变化对仪表的影响。

二是选择合适的引压管布局，降低管内积液的风险。某气站总结冬季运行的经验，已将部分存在隐患的引压管做了改造，选择最短路径，做到水平布局，避免管线积液。冬季定时对压力变送器进行排污放空。

三是规范拆装仪表的操作。在进行拆装操作时，严格按照操作规程，先断电，再动作。检查仪表内部清洁干燥，接线符合要求，螺丝螺帽齐全紧固，接触良好，避免造成短路，损坏仪表。同时，检查温度保护套管内是否有无杂质，防止温度传输的迟滞。

四是做好日常监控，加强温度、压力值的比对工作。某气站进出站、四条计量线路均配备压力、温度参数的监控仪表，在日常运行过程中，岗位员工要对压力、温度值的变化具有敏感性。在发生突发情况时，能及时发现和处理，降低对气体超声流量计计量结果的影响。

保证压力和温度测量仪表的准确、可靠，对确保气体超声流量计计量系统的准确度有非常重要的意义。这就需要生产现场使用维护人员深入分析仪表的运行情况，不断积累现场应用经验，充分掌握影响计量的因素，制定相应的解决对策，用准确有效的测量值更好地服务于天然气计量工作。