Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY1181—2015 代替Q/SY1181—2009
气体超声流量计运行维护规程
Regulation for operation and maintenance of gas ultrasonic flowmeters
2015-08-04发布
2015—1101实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY1181—2015
目 次
前言
范围规范性引用文件术语和定义基础知识流量计标识安装运行维护流量计拆装 10 技术资料附录A（资料性附录） 噪声来源及降噪方法附录B（资料性附录） 气体超声流量计核查附录C（资料性附录） 流量计档案：参考文献
1
门
7
-
6
8.
7
9
山
心
10
12
13 Q/SY1181—2015
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准代替Q/SY11812009《气体超声流量计运行维护规程》。本标准与Q/SY1181一2009的主要技术差异如下：
修改了*安装要求#（见6.1.1，6.1.4；2009年版的6.1.1.1，6.1.1.2)；修改了*管道配置*（见6.2.1，2009年版的6.1.2.1）；修改了“接地要求”（见6.2.8，2009年版的6.1.2.9）修改了“安装内容（见6.3.2，6.3.4，6.3.5；2009年版的6.2.2，6.2.4）：增加了“流量计检定”（见7.1）；
修改了*超声流量计启运前检查*（见7.2.4*7.2.5；2009年版的7.2.47.2.5）删除了2009年版的7.2.6；增加了*计量数据”（见7.3.1）；修改了“维护要求*（见8.12009年版的8.1）；修改了“维护内容*（见8.2.12009年版的8.2.1）；一修改了*小流量切除（见8.2.7，2009年版的8.2.8）：修改了*两种核查方法比较”（见B.3，2009年版的B.4）：删除了2009年版的附录D。 本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会天然气与管道专业标准化技术委员会提出并
归口。
本标准起草单位：管道分公司，西气东输管道分公司、国家石油天然气大流量计量站成都分站。 北京天然气管道有限公司。
本标准主要起草人：庞永庆、张火箭、段继芹、王志学、李国海、郭晓瑛。
II Q/SY 1181—2015
气体超声流量计运行维护规程
1范围
本标准规定了气体超声流量计安装，运行和维护技术要求。 本标准适用于测量天然气，煤制气，煤层气流量的插人式气体超声流量计。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB3836爆炸性环境 GB4208外壳防护等级（IP代码） GB/T18604用气体超声流量计测量天然气流量
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件，
3. 1
气体超声流量计gasultrasonicflowmeter 安装在流动气体的管道上：并用超声原理测量气体流量的流量计。只有一个声道的流量计称为单
声道气体超声流量计，有两个或两个以上声道的流量计称为多声道气体超声流量计。 3. 2
传播时间差法 means of transit time difference 在流动气体中的相同行程内：用顺流和逆流传播的两个超声信号的传播时间差来确定沿声道的气
体平均流速所进行的气体流量测量方法。 3. 3
流量计表体 meter body 安装超声换能器和测压接头等部件，并经过特殊制造，在各方面都符合有关标准规定的被测气体
通过的管段。 3. 4
超声换能器 ultrasonic transducer 把声能转换成电信号和反过来把电信号转换成声能的元件。
3. 5
信号处理单元 signal processing unit 流量计的一部分，由电子元件和微处理器系统组成。
3. 6
声道 acoustic path 在发射和接收的两个超声换能器间的超声信号的实际路径。
1 Q/SY1181—2015
4基础知识
4.1 流量计工作原理
传播时间差法气体超声流量计是通过测量高频声脉冲传播时间得出气体流量的速度式流量计。让声脉冲在管道内向逆流和顺流沿斜线方向传播，分别测量它们的传播时间，其传播时间差与气体的轴向平均流速有关，从而使用数值计算技术计算出在工作条件下通过气体超声流量计的气体轴向平均流速和流量［见公式（1）公式（4）。工作原理和数学模型见图1。
ESSSSSSSSSSSS
图1走 超声流量计测量原理模型
L. ucosd
(1)
tD:
L
(2)
tu:
C-U cOS
L=D
(3)
sing
I. 2cost.
(4)
式中： tD tu- 一逆流传播时间，单位为秒（s）；
顺流传播时间，单位为秒（s）：
一声道长度，单位为米（m）：声速，单位为米每秒（m/s）；气体轴向平均流速：单位为米每秒（m/s）：气体沿声道的平均流速，单位为米每秒（m/s）：超声脉冲的倾斜角，单位为弧度（rad）。
L
1
TF
9
4.2流量计分类
按声道数量可分为单声道和多声道超声流量计。 按声道传播路径可分为直通式和反射式超声流量计。 常用的多声道超声流量计有对射式和反射式两种类型
4.3流量计结构
气体超声流量计结构主要包括三部分：流量计表体、超声换能器、信号处理单元。
2 Q/SY 1181—2015
5流量计标识
流量计的铭牌上应至少包含下列内容：） 制造厂名、型号、系列号和制造年月。 b) 设计压力和总质量。 c) 公称直径或内径。
d> 准确度等级。 e) 工作压力范围。 f 工作温度范围。 g） 工作流量范围。 h）[ 防爆等级。 i) 防护等级。
6安装 6.1 安装环境 6.1.1流量计防爆等级应按GB3836的规定执行防护等级应按GB4208的规定执行。 6.1.2超声流量计工作温度应在-40℃～60℃范围内，超出此范围，应对流量计采取必要的隔热防冻及其他保护措施。 6.1.3流量计的安装尽可能避开振动环境，尤其是可引起信号处理单元。超声换能器等部件发生共振的环境 6.1.4在安装流量计及其相关的连接导线时，应避免可能存在较强电磁或电子干扰，远离噪声源或采取措施消除噪声干扰，以及避免脉动流的干扰。 6.1.5流量计所测量的天然气组分中二氧化碳。硫化氢等对超声波有吸附作用的气体含量应在超声流量计正常工作允许范围内。如果出现下列任一情况，应咨询制造厂流量计是否满足计量准确度要求：
a) 二氧化碳含量超过10%。 b）在接近天然气混合物临界密度的条件下工作。 c) 总硫含量超过460mg/m：包括硫醇，硫化氢和元素硫。
6.2管道配置 6.2.1紧邻流量计的上，下游应安装一定长度的直管段，直管段长度应首先满足流量计制造厂的要求，当阻力件影响不确定时。执行GB/T18604的要求。无论采用何种阻力件形式，在流量计上游直管段10D处均应安装不锈钢板式流动调整器 6.2.2当使用流量计双向流测量时，下游的管道配置形式和相关技术要求应与上游一致，流量计上、 下游均应设置流动调整器。 6.2.3流量计的内径。连接法兰及其紧邻的上、下游直管段应具有相同的内径，不应出现台阶及垫片突人影响气流，其偏差应在管径的土1%以内。 6.2.4与流量计配套的直管段，其内壁应无锈蚀及其他机械损伤。在组装前，应除去流量计及其连接管内的防锈油或沙石灰尘等附属物。 6.2.5温度计应安装在流量计下游2D5D范围内，温度计和取样器插入深度宜为1/3D。对于大口径流量计（DN300及以上）插人深度不应超过125mm。应注意避免高速气流引起测温套的共振。
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双向计量场合，只在一侧5D处设置取温口。 6.2.6压力变送器在流量计本体取压，压力取源根部应直接安装根部阀，不应直接安装卡套接头。 6.2.7气体较脏时，宜安装过滤器，定期进行污物排放和清洗，确保过滤器在良好的状态下工作。 6.2.8接地要求如下：
a）电缆外层屏蔽在现场和机柜处均应可靠接地，内层屏蔽应在机柜处一端接地。 b）电子单元外壳应就近直接接地。 C）所有接地均接人站场联合接地网。
6.3安装内容 6.3.1安装前应检查超声流量计以确认无损坏，所有附件（如换能器、变送器）完整无缺。 6.3.2应水平安装流量计，对射式流量计的测量声道应与气流方向保持水平，反射式流量计安装应满足产品手册的要求。流量计应水平安装，其他安装方式应按照制造厂的要求，流量计之间要留有足够的检修空间。 6.3.3对照厂家提供的系统接线图：检查各种信号线，电源线连接无误。 6.3.4不应使超声流量计参与站场用水介质进行的强度试压，严密性试压；当采用气体进行强度。 严密性试压时，应使其参与试压。试压结束后泄压时，应缓慢泄压，防止超声换能器损坏 6.3.5站场吹扫时，应以直通短管代替流量计，吹扫作业完成后再安装流量计。
7运行
7.1流量计检定 7.1.1流量计及辅助温度。压力仪表投人使用前，应按照相应国家标准、规程进行检定，检定合格后方可使用。 7.1.2超声流量计检定完毕，应依据检定结果对流量计系数进行修正。投用前，按检定证书核对流量计修正系数。 7.2超声流量计启运前检查 7.2.1检查气体超声流量计、温度/压力变送器安装是否正确、可靠，包括流量计的安装方向、垂直度：所有连接部位的密封性能。 7.2.2依照系统接线图，核对电源，通信。信号的所有接线无误，接通电源。 7.2.3检查压力，温度变送器零点，输出信号，采用HART协议时核对地址。对流量计算机进行正确组态，核对站控系统、调控中心计量数据是否完整、准确。 7.2.4对流量计的测量管段进行充压，检查所有的法兰连接处和引压接头：以及温度传感器的插人接头处，确认无任何气体泄漏现象。进气升压。应控制升压速度，超声流量计最高流速不超过充许最大流速。 7.2.5核对流量计、流量计算机通讯参数，检查流量计设置、测量、诊断信息 7.3操作 7.3.1记录计量数据
定期观察计量检测，流量计算，流量归档，流量累积，测量声速，计算声速等数据，记录日结算计量数据。具体查者步骤按照流量计算机操作手册进行。
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7.3.2气体组分输入 7.3.2.1在安装有在线色谱分析仪的站场，流量计算自动采用色谱分析仪提供的组分数据。当色谱分析仪故障时，采用人工输人的方式，利用同一气源相邻站场的组分数据，修改本站天然气组分数据。 7.3.2.2在没有安装在线色谱分析仪的站场，采用同一气源相邻站场的组分数据，定期通过远程赋值或人工输人的方式，修改天然气组分数据。 7.3.3报警查看
按照使用说明书的操作步骤查看流量计有关报警，根据报警情况确认流量计的运行情况。
8维护
8.1维护要求 8.1.1应定期检查。分析流量计诊断数据，对流量计运行状态进行分析。 8.1.2按照检定规程的要求进行周期检定或校准。 8.1.3有条件的站场可开展周期性流量计计量比对工作。 8.2维护内容 8.2.1声速检查包括每一声道的测量声速、平均测量声速和理论计算声速。流量计所检测到的声速的数值应是在一定范围内的稳定值。当声速差发生变化，超出设定值时，应对流量计、组分数据。压力数据，温度数据进行检查。 8.2.2信噪比：应根据现场测试数据：参照制造厂所提供的数据指标，判断是否超出规定范围。如超出数据范围，应在流量计和噪声源之间安装管路附件（管道消噪器、T形管件等），具体降噪方法参见附录A。 8.2.3增益值：增益水平应保持稳定。如现场检测增益值超出规定范围，应通过工艺等措施调整。 消除使增益值升高的因素。可采用提高压力。降低流速、清洗或更换超声换能器等方法。 8.2.4信号质量：在任何情况下超声流量计通常具有100%的信号质量。 8.2.5流态诊断：根据流量计各声道流速分布及流量计流态诊断信息判断气体流态是否保持在素流状态，其速度面和漩涡角度应在制造厂允许的指标范围内。 8.2.6超声换能器的检查、维护，更换方法及步骤如下：
a) 通过测量换能器电阻值判断其运行状态，：其阻值应符合制造厂指标要求，开路或短路则表明
换能器已经损坏。 b） 拆卸换能器分带压或不带压两种方式。 ) 对拆卸下的换能器进行外观检察，并使用流量计厂家要求的清洗液清除换能器上的污垢。 d） 重新安装换能器时，应更换新密封圈 e) 超声换能器更换方法及步骤应遵循厂家要求。
8.2.7 利用流量计或流量计算机进行小流量切除，切除值通常不超过流量计测量下限的50%。 8.2.8超声流量计管路不带压时。流量计不应长期通电。 8.2.9如需更换信号线，则应与原信号线规格，长度相同。 8.3核查
应定期对流量计进行核查：具体核查内容参见附录B
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