【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 當(dāng)天然氣流經(jīng)孔板時(shí)，天然氣流動(dòng)狀態(tài)是穩(wěn)定的，在流動(dòng)過(guò)程中無(wú)功輸入或輸出，氣體與外界無(wú)熱交換，即流動(dòng)過(guò)程是絕熱過(guò)程。根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式，流動(dòng)連續(xù)性方程和絕熱過(guò)程方程，可以推導(dǎo)出氣體流量的理論方程式： 2/1)2111 (2 ?????? ?? PPrgFQ ??2/122122/1][][???????? mcc 2121PPPP??????2022/5/24 64 一、壓降法測(cè)流量 ? 、實(shí)用方程式 ? 將上述體積流量計(jì)算式的單位換算成常用單位，并將工作狀態(tài)下的流量換算成基準(zhǔn)狀態(tài)下的流量，得流量實(shí)用方程式： ? 、取壓方式 ? 目前就孔板而言，各國(guó)的取壓方式大致有五種：角接取壓法、理論取壓法、徑距取壓法、法蘭取壓法和管接取壓法。 ? 在我國(guó)的天然氣工業(yè)中，目前廣泛采用國(guó)家計(jì)量局推薦的角接取壓法。 ? 由于引進(jìn)的國(guó)外大型化工、化肥、天然氣脫硫裝置中大量采用法蘭取壓，因此，國(guó)家計(jì)量局已將法蘭取壓法列為和角接取壓法并行的取壓方法。 PHSZTdAQ s 112 9 32???2022/5/24 65 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 、流量系數(shù) α ? 試驗(yàn)證明， α與取壓點(diǎn)位置，截面比，雷諾數(shù)，管壁粗糙度，孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。則 α的計(jì)算公式如下： ? 、膨脹系數(shù) ε ? 膨脹系數(shù)是用來(lái)修正天然氣的重度在經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置時(shí)所發(fā)生的變化。 影響 ε值基本因素是 H / P1， H / P1愈大重度改變也愈大，因而ε值偏離 1愈大。可按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ? 當(dāng) H / P1＜ ， ? 當(dāng) ＜ H / P1＜ ， 0 1 2 3K K K???? ?2 . 5 1 /11 0 . 4 1 0 . 4 4 6 [ 1 ( 1 ) ]kHm P? ? ? ? ? ?? ?2 1 / 0 . 9 3 5211 0 . 3 7 0 7 0 . 3 1 8 4 [ 1 ( ) ]kPm P? ? ? ? ?2022/5/24 66 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 、孔板內(nèi)孔直徑 d ? 孔板內(nèi)孔圓柱面的直徑 d用游標(biāo)尺在不少于四個(gè)方向測(cè)量，然后取其算數(shù)平均值。 ? 、氣體的比重修正系數(shù)、壓縮修正系數(shù) 、 溫度修正系數(shù) ? 相對(duì)比重 S值由氣體分析資料確定，已知 S值，相應(yīng)可以求出比重修正系數(shù)，或者查比重系數(shù)表。 ? 壓縮修正系數(shù)則是根據(jù)天然氣的組成或比重，計(jì)算天然氣視臨界壓力和視臨界溫度，再根據(jù)孔板上天然氣的壓力和溫度計(jì)算天然氣視對(duì)比壓力和視對(duì)比溫度，再由天然氣的壓縮系數(shù)表查出天然氣的壓縮系數(shù) Z值，再由表查出壓縮修正系數(shù)（或直接計(jì)算）。 ? 連續(xù)記錄溫度取平均值作為氣流流經(jīng)孔板時(shí)的氣體溫度。根據(jù)氣體溫度 T，可以查表得溫度修正系數(shù)（或直接計(jì)算）。 2022/5/24 67 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 、波動(dòng)情況下的流量計(jì)算 ? 按標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的實(shí)用條件，流體流束在管道內(nèi)的流動(dòng)應(yīng)該是穩(wěn)定的，但實(shí)際上，由于各種因素影響到靜壓和差壓的波動(dòng)，特別是形成“脈動(dòng)流”時(shí)，會(huì)給計(jì)量帶來(lái)誤差。在這種情況下，為了獲得可靠的計(jì)量，必須抑制脈動(dòng)，可以采取以下方法： ? 1）在脈動(dòng)源和計(jì)量管之間的管線上加裝一個(gè)容器（具有一定容量）、限流器或特別設(shè)計(jì)的濾波器。 ? 2）使用較小直徑的孔板，或者使用較小尺寸的計(jì)量管，而使孔板保持原直徑不變，從而獲得最高限度的差壓。 ? 3）使用適當(dāng)?shù)恼{(diào)壓閥降低脈動(dòng)幅度 。 2022/5/24 68 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 在靜壓、差壓波動(dòng)大的場(chǎng)合，為了比較精確地求出全天流量，應(yīng)取較小的時(shí)間間隔（如 15分鐘，半小時(shí)， 1小時(shí) …… ），分別計(jì)算該時(shí)間間隔的流量 Q Q2……Q n，全天流量為 Qs＝ Q1＋ Q2＋ ……＋ Qn。 ? 在靜壓、差壓波動(dòng)小的場(chǎng)合，流量計(jì)算式中的流量系數(shù)或其它修正系數(shù)可看作一定，此時(shí)，全天流量為： tHPHPHPT S ZdAQ nns )(29324 22112???? ????2022/5/24 69 三、雙波紋管壓差計(jì)和流量積算器 ? CW型雙波紋管差壓計(jì) ? CW型雙波紋管差壓計(jì)廣泛用于天然氣流量測(cè)定裝置，其根據(jù)位移平衡原理工作。型號(hào)編制如下表所示。 2022/5/24 70 三、雙波紋管壓差計(jì)和流量積算器 ? CW型雙波紋管差壓計(jì)的規(guī)格和技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示 2022/5/24 71 三、雙波紋管壓差計(jì)和流量積算器 ? QJS1型氣體流量積算器 ? QJS1型氣體流量積算器，是用于標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流、人工給定溫度修正系數(shù) 的自動(dòng)顯示和積算氣體流量的儀表 。 ? 該積算器適用于氣體在一個(gè)季節(jié)內(nèi)日平均溫度變化為 177。 5℃ ，且具有自動(dòng)調(diào)壓設(shè)備（調(diào)壓精度在 177。 5％），工作壓力為 40公斤 /厘米 2以下的集輸氣站場(chǎng)。 T2932022/5/24 72 四、超聲波流量計(jì) ? 超聲波流量計(jì)的特點(diǎn) ? 超聲流量計(jì)是通過(guò)檢測(cè)流體流動(dòng)對(duì)超聲脈沖的作用以測(cè)量流量的儀表。是一種非接觸式儀表，適用于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量，與其他類型的流量計(jì)相比，超聲波流量計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ? 1）適用于各種管徑氣體流量的高精度計(jì)量； 2）測(cè)量范圍（量程比）很寬，一般為 1:40～ 1:160，最大能達(dá)到 1:300； 3）重復(fù)性很高； 4）流量計(jì)本體除不受壓力、溫度、分子量、氣體組分變化的影響外，也不受渦流和流速剖面變化，以及沉積物或濕氣的影響； 5）可精確測(cè)量脈動(dòng)流，無(wú)磨損，示值無(wú)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，偏移誤差?。?1/10s）； 6）節(jié)能，可大大降低長(zhǎng)輸管道增壓費(fèi)用； 7）無(wú)可動(dòng)部件； 8）重量輕，所占空間?。? 9）系統(tǒng)本身有自我檢測(cè)功能； 10）可允許管道清洗球自由通過(guò)管道對(duì)其進(jìn)行清洗 2022/5/24 73 四、超聲波流量計(jì) ? 超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理 ? 超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理，可以具有多種不同的形式。包括傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法、旋渦法、相關(guān)法和流速液面法。 ? 目前大管徑天然氣計(jì)量中使用的超聲波流量計(jì)多數(shù)采用傳播速度差法測(cè)量原理的流量計(jì)。即根據(jù)聲波在流動(dòng)的流體中，順流傳播的時(shí)間與逆流傳播的時(shí)間之差與被測(cè)流體的流速有關(guān)，求出流速的方法。當(dāng)聲波的傳播方向與流體的流動(dòng)方向一致時(shí)，其傳播速度為（ c＋ u），當(dāng)聲波的傳播方向與流體的流動(dòng)方向相反時(shí)，其傳播速度為（ cu）。 1/ tLuc ?? 2/ tLuc ??2022/5/24 74 四、超聲波流量計(jì) ? 由此可得： ? 順逆流情況下聲波傳播時(shí)間差 Δt＝ t2－ t1， ? 則，流速可以根據(jù)下式計(jì)算： ? 影響超聲波流量測(cè)量準(zhǔn)確性的因素 ? 影響超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確性的因素很多，其主要因素有兩個(gè)方面：一是儀表本身性能的影響；二是安裝質(zhì)量的影響 。 ? ?)/1()/1(2 21 ttLu ??? ?)(2/ 11 ttttLu ????2022/5/24 75 四、超聲波流量計(jì) ? 超聲波流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量上的應(yīng)用 ? 隨著計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，英斯卓美（ Instromet）公司把人工智能技術(shù)引入到超聲傳感器中，并研制成功了高速數(shù)字處理電路，利用全新的數(shù)字超聲技術(shù)取代了落后的模擬超聲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真正的高精度氣體流量測(cè)量。 ? 在流體管道中安裝有兩個(gè)能發(fā)送 ? 和接收超聲脈沖的換能器，兩個(gè) ? 換能器輪流發(fā)射和接收脈沖，平 ? 均流速計(jì)算公式為： )11(c os2UDm ttLV ???Instromet超聲波流量計(jì)工作原理 2022/5/24 76 四、超聲波流量計(jì) ? Instromet超聲體積流量計(jì)由 Checksonics超聲流量計(jì)主體、流量計(jì)算機(jī) MODEL793 Rosemout314 3051型溫度、壓力變送器等部分組成。能實(shí)現(xiàn)天然氣流量的正確計(jì)量；能顯示、打印瞬時(shí)質(zhì)量流量和體積流量以及累計(jì)質(zhì)量流量和體積流量、溫度、壓力等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過(guò)微機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)變送器的校正和調(diào)零功能；具有高低壓報(bào)警功能，對(duì)計(jì)量參數(shù)設(shè)置報(bào)警限度，超過(guò)限度產(chǎn)生報(bào)警； ? 具有自診斷功能，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器的污染情況，有自動(dòng)增益放大系統(tǒng)，當(dāng)達(dá)到功能極限時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，提示清洗或更換探頭。 2022/5/24 77 四、超聲波流量計(jì) ? 丹尼爾高級(jí)超聲波氣體流量計(jì) ? 配備有 Mark Ⅲ TM電子單元的丹尼爾高級(jí)超聲波氣體流量計(jì)，減少了在小流量時(shí)通常存在的低精度和低線性度造成的計(jì)量損失。 ? 其特點(diǎn)包括：無(wú)與倫比的計(jì)量精度；低流量下的突出表現(xiàn)；精確度在 177。 ％以內(nèi)時(shí)，量程比超過(guò) 50:1；全面的計(jì)量核查診斷功能；即使在內(nèi)部凝析液結(jié)垢的情況下仍然能保持高精度；具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性；現(xiàn)場(chǎng)可靠性；強(qiáng)大的自診斷和報(bào)警系統(tǒng)；符合 Modbus協(xié)議的雙通信短口；低能耗；精心設(shè)計(jì)的不需要更換傳感器的數(shù)字降噪裝置；具有可現(xiàn)場(chǎng)帶壓拆卸的傳感器；可與所有的丹尼爾超聲波流量計(jì)兼容；功能強(qiáng)大的、基于 Windows的接口軟件。 2022/5/24 78 第四章 液化天然氣的儲(chǔ)運(yùn)和利用 2022/5/24 79 ? 在液化天然氣（ LNG）工業(yè) ? 鏈中， LNG的儲(chǔ)存和運(yùn)輸是 ? 兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。 國(guó)外某海上油氣田的油氣儲(chǔ)運(yùn)綜合系統(tǒng)示意圖 2022/5/24 80 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? 型式分類 ? 一般可按容量、隔熱、形狀及罐的材料進(jìn)行分類。 ? A. 按容量分類 ? 1）小型儲(chǔ)罐容量 5～ 50m3。常用于民用燃?xì)馄荆?LNG汽車加注站等場(chǎng)合； ? 2）中型儲(chǔ)罐容量 50～ 100m3。常用于衛(wèi)星式液化裝置，工業(yè)燃?xì)馄镜葓?chǎng)合； ? 3）大型儲(chǔ)罐容量 100～ 1000m3。常用于小型 LNG生產(chǎn)裝置； ? 4）大型儲(chǔ)槽容量 1000～ 40000 m3。常用于基本負(fù)荷型和調(diào)峰型液化裝置； ? 5）特大型儲(chǔ)槽。容量 40000～ 202200 m3。常用于 LNG接收站； 2022/5/24 81 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? B. 按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱分類 ? 1）真空粉末隔熱。常用于小型 LNG儲(chǔ)罐； ? 2）正壓堆積隔熱。廣泛應(yīng)用于大中型 LNG儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽； ? 3）高真空多層隔熱。很少采用，限用于小型 LNG儲(chǔ)罐。 ? C. 按儲(chǔ)罐（槽）的形狀分類 ? 1）球形罐，一般用于中小容量的儲(chǔ)罐，但有些工程的大型 LNG儲(chǔ)槽也有采用球形的。目前最大的有林德公司制造的 40000 m3和日本 NKK公司的 5000 m3儲(chǔ)罐； ? 2）圓柱形罐（槽）。廣泛用于各種容量的儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽。 2022/5/24 82 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? D. 按罐（槽）的放置分類 地上型 半地下型 地下型 地下坑型 2022/5/24 83 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? E. 按罐（槽）的材料分類 ? 1）雙金屬。內(nèi)罐和外殼均用金屬材料，一般內(nèi)罐采用耐低溫的不銹鋼或鋁合金； ? 2）預(yù)應(yīng)力混凝土型。指大型儲(chǔ)槽采用預(yù)應(yīng)力混凝土外殼，百內(nèi)筒采用低溫的金屬材料； ? 3）薄膜型。指內(nèi)筒采用厚度為 ～ 36Ni鋼（又稱殷鋼）。 2022/5/24 84 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? F. 按罐（槽）的圍護(hù)結(jié)構(gòu)分類 單圍護(hù)系統(tǒng)圖 a）低溫儲(chǔ)槽； b）、 c）內(nèi)罐低溫材料， 外殼非低溫材料； 雙圍護(hù)系統(tǒng)圖 A A2－承載層 全封閉圍護(hù)系統(tǒng) A A2－承載層 薄膜型圍護(hù)系統(tǒng) A－承載層 2022/5/24 85 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? LNG儲(chǔ)罐（槽）結(jié)構(gòu) 立式 LNG儲(chǔ)罐 2022/5/24 86 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） 單只子罐的幾何容積通常在 100～ 150m3之間， 單只子罐的容積不宜過(guò)大，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸?shù)? 裝困難。子罐的數(shù)量通常為 3～ 7只，因此可組 建 300～ 1250m3的大型儲(chǔ)槽。子罐可以設(shè)計(jì)成 壓力容器，最大工作壓力可達(dá) ，通常為 ～ ，視用戶使用壓力要求而定。 立式子母型儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu) 2022/5/24 87 一、液化天然氣儲(chǔ)罐（槽） ? 典型的全封閉圍護(hù)系統(tǒng) LNG儲(chǔ)槽屬于 ? 地上型特大儲(chǔ)槽，這類儲(chǔ)槽較多地應(yīng) ? 用 LNG接收終端站，容量最大可達(dá) ? 202200m3。 典型的全封閉圍護(hù)系統(tǒng) LNG儲(chǔ)槽示意圖 2022/5/24 88 二、液化天然氣船 ? LNG船運(yùn)在 LNG工業(yè)鏈中的作用 ? LNG運(yùn)輸船是為載運(yùn)在大氣壓下沸點(diǎn)為 163℃ 的大宗 LNG貨物的專用船舶，這類船目前的標(biāo)準(zhǔn)載貨量在 13～ 15萬(wàn) m3之間，一般它們的船齡在 25～ 30年。 ? 目前，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，一些先進(jìn)國(guó)家已能設(shè)計(jì)出 16萬(wàn) m