【文章內(nèi)容簡介】 ? 當天然氣流經(jīng)孔板時，天然氣流動狀態(tài)是穩(wěn)定的，在流動過程中無功輸入或輸出，氣體與外界無熱交換，即流動過程是絕熱過程。根據(jù)穩(wěn)定流動能量方程式，流動連續(xù)性方程和絕熱過程方程，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、壓降法測流量 ? 、實用方程式 ? 將上述體積流量計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狀態(tài)下的流量，得流量實用方程式： ? 、取壓方式 ? 目前就孔板而言，各國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。 ? 在我國的天然氣工業(yè)中，目前廣泛采用國家計量局推薦的角接取壓法。 ? 由于引進的國外大型化工、化肥、天然氣脫硫裝置中大量采用法蘭取壓，因此，國家計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、標準孔板測流量中各參數(shù)的確定 ? 、流量系數(shù) α ? 試驗證明， α與取壓點位置，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的計算公式如下： ? 、膨脹系數(shù) ε ? 膨脹系數(shù)是用來修正天然氣的重度在經(jīng)過節(jié)流裝置時所發(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?？砂匆韵陆?jīng)驗公式計算： ? 當 H / P1＜ ， ? 當 ＜ 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、標準孔板測流量中各參數(shù)的確定 ? 、孔板內(nèi)孔直徑 d ? 孔板內(nèi)孔圓柱面的直徑 d用游標尺在不少于四個方向測量，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算天然氣視對比壓力和視對比溫度，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)（或直接計算）。 ? 連續(xù)記錄溫度取平均值作為氣流流經(jīng)孔板時的氣體溫度。根據(jù)氣體溫度 T，可以查表得溫度修正系數(shù)（或直接計算）。 2022/5/24 67 二、標準孔板測流量中各參數(shù)的確定 ? 、波動情況下的流量計算 ? 按標準孔板節(jié)流裝置的實用條件，流體流束在管道內(nèi)的流動應(yīng)該是穩(wěn)定的，但實際上，由于各種因素影響到靜壓和差壓的波動，特別是形成“脈動流”時，會給計量帶來誤差。在這種情況下，為了獲得可靠的計量，必須抑制脈動，可以采取以下方法： ? 1）在脈動源和計量管之間的管線上加裝一個容器（具有一定容量）、限流器或特別設(shè)計的濾波器。 ? 2）使用較小直徑的孔板，或者使用較小尺寸的計量管，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?shù)恼{(diào)壓閥降低脈動幅度 。 2022/5/24 68 二、標準孔板測流量中各參數(shù)的確定 ? 在靜壓、差壓波動大的場合，為了比較精確地求出全天流量，應(yīng)取較小的時間間隔（如 15分鐘，半小時， 1小時 …… ），分別計算該時間間隔的流量 Q Q2……Q n，全天流量為 Qs＝ Q1＋ Q2＋ ……＋ Qn。 ? 在靜壓、差壓波動小的場合，流量計算式中的流量系數(shù)或其它修正系數(shù)可看作一定，此時，全天流量為： tHPHPHPT S ZdAQ nns )(29324 22112???? ????2022/5/24 69 三、雙波紋管壓差計和流量積算器 ? CW型雙波紋管差壓計 ? CW型雙波紋管差壓計廣泛用于天然氣流量測定裝置，其根據(jù)位移平衡原理工作。型號編制如下表所示。 2022/5/24 70 三、雙波紋管壓差計和流量積算器 ? CW型雙波紋管差壓計的規(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，是用于標準孔板節(jié)流、人工給定溫度修正系數(shù) 的自動顯示和積算氣體流量的儀表 。 ? 該積算器適用于氣體在一個季節(jié)內(nèi)日平均溫度變化為 177。 5℃ ，且具有自動調(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。 T2932022/5/24 72 四、超聲波流量計 ? 超聲波流量計的特點 ? 超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲脈沖的作用以測量流量的儀表。是一種非接觸式儀表，適用于測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相比，超聲波流量計具有以下優(yōu)點： ? 1）適用于各種管徑氣體流量的高精度計量； 2）測量范圍（量程比）很寬，一般為 1:40～ 1:160，最大能達到 1:300； 3）重復(fù)性很高； 4）流量計本體除不受壓力、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）可精確測量脈動流，無磨損，示值無零點漂移現(xiàn)象，偏移誤差?。?1/10s）； 6）節(jié)能，可大大降低長輸管道增壓費用； 7）無可動部件； 8）重量輕，所占空間??； 9）系統(tǒng)本身有自我檢測功能； 10）可允許管道清洗球自由通過管道對其進行清洗 2022/5/24 73 四、超聲波流量計 ? 超聲波流量計的測量原理 ? 超聲波流量計按測量原理，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量中使用的超聲波流量計多數(shù)采用傳播速度差法測量原理的流量計。即根據(jù)聲波在流動的流體中，順流傳播的時間與逆流傳播的時間之差與被測流體的流速有關(guān)，求出流速的方法。當聲波的傳播方向與流體的流動方向一致時，其傳播速度為（ c＋ u），當聲波的傳播方向與流體的流動方向相反時，其傳播速度為（ cu）。 1/ tLuc ?? 2/ tLuc ??2022/5/24 74 四、超聲波流量計 ? 由此可得： ? 順逆流情況下聲波傳播時間差 Δt＝ t2－ t1， ? 則，流速可以根據(jù)下式計算： ? 影響超聲波流量測量準確性的因素 ? 影響超聲波流量計準確性的因素很多，其主要因素有兩個方面：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 ? 超聲波流量計在天然氣流量計量上的應(yīng)用 ? 隨著計量技術(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)，實現(xiàn)了真正的高精度氣體流量測量。 ? 在流體管道中安裝有兩個能發(fā)送 ? 和接收超聲脈沖的換能器，兩個 ? 換能器輪流發(fā)射和接收脈沖，平 ? 均流速計算公式為： )11(c os2UDm ttLV ???Instromet超聲波流量計工作原理 2022/5/24 76 四、超聲波流量計 ? Instromet超聲體積流量計由 Checksonics超聲流量計主體、流量計算機 MODEL793 Rosemout314 3051型溫度、壓力變送器等部分組成。能實現(xiàn)天然氣流量的正確計量；能顯示、打印瞬時質(zhì)量流量和體積流量以及累計質(zhì)量流量和體積流量、溫度、壓力等實時數(shù)據(jù)；通過微機能實現(xiàn)對變送器的校正和調(diào)零功能；具有高低壓報警功能，對計量參數(shù)設(shè)置報警限度，超過限度產(chǎn)生報警； ? 具有自診斷功能，可隨時發(fā)現(xiàn)傳感器的污染情況，有自動增益放大系統(tǒng)，當達到功能極限時系統(tǒng)報警，提示清洗或更換探頭。 2022/5/24 77 四、超聲波流量計 ? 丹尼爾高級超聲波氣體流量計 ? 配備有 Mark Ⅲ TM電子單元的丹尼爾高級超聲波氣體流量計，減少了在小流量時通常存在的低精度和低線性度造成的計量損失。 ? 其特點包括：無與倫比的計量精度；低流量下的突出表現(xiàn)；精確度在 177。 ％以內(nèi)時，量程比超過 50:1；全面的計量核查診斷功能；即使在內(nèi)部凝析液結(jié)垢的情況下仍然能保持高精度；具有長期穩(wěn)定性；現(xiàn)場可靠性；強大的自診斷和報警系統(tǒng)；符合 Modbus協(xié)議的雙通信短口；低能耗；精心設(shè)計的不需要更換傳感器的數(shù)字降噪裝置；具有可現(xiàn)場帶壓拆卸的傳感器；可與所有的丹尼爾超聲波流量計兼容；功能強大的、基于 Windows的接口軟件。 2022/5/24 78 第四章 液化天然氣的儲運和利用 2022/5/24 79 ? 在液化天然氣（ LNG）工業(yè) ? 鏈中， LNG的儲存和運輸是 ? 兩個主要環(huán)節(jié)。 國外某海上油氣田的油氣儲運綜合系統(tǒng)示意圖 2022/5/24 80 一、液化天然氣儲罐（槽） ? 型式分類 ? 一般可按容量、隔熱、形狀及罐的材料進行分類。 ? A. 按容量分類 ? 1）小型儲罐容量 5～ 50m3。常用于民用燃氣汽化站， LNG汽車加注站等場合； ? 2）中型儲罐容量 50～ 100m3。常用于衛(wèi)星式液化裝置，工業(yè)燃氣汽化站等場合； ? 3）大型儲罐容量 100～ 1000m3。常用于小型 LNG生產(chǎn)裝置； ? 4）大型儲槽容量 1000～ 40000 m3。常用于基本負荷型和調(diào)峰型液化裝置； ? 5）特大型儲槽。容量 40000～ 202200 m3。常用于 LNG接收站； 2022/5/24 81 一、液化天然氣儲罐（槽） ? B. 按圍護結(jié)構(gòu)的隔熱分類 ? 1）真空粉末隔熱。常用于小型 LNG儲罐； ? 2）正壓堆積隔熱。廣泛應(yīng)用于大中型 LNG儲罐和儲槽； ? 3）高真空多層隔熱。很少采用，限用于小型 LNG儲罐。 ? C. 按儲罐（槽）的形狀分類 ? 1）球形罐，一般用于中小容量的儲罐，但有些工程的大型 LNG儲槽也有采用球形的。目前最大的有林德公司制造的 40000 m3和日本 NKK公司的 5000 m3儲罐； ? 2）圓柱形罐（槽）。廣泛用于各種容量的儲罐和儲槽。 2022/5/24 82 一、液化天然氣儲罐（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、液化天然氣儲罐（槽） ? F. 按罐（槽）的圍護結(jié)構(gòu)分類 單圍護系統(tǒng)圖 a）低溫儲槽； b）、 c）內(nèi)罐低溫材料， 外殼非低溫材料； 雙圍護系統(tǒng)圖 A A2－承載層 全封閉圍護系統(tǒng) A A2－承載層 薄膜型圍護系統(tǒng) A－承載層 2022/5/24 85 一、液化天然氣儲罐（槽） ? LNG儲罐（槽）結(jié)構(gòu) 立式 LNG儲罐 2022/5/24 86 一、液化天然氣儲罐（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大，過大會導(dǎo)致運輸?shù)? 裝困難。子罐的數(shù)量通常為 3～ 7只，因此可組 建 300～ 1250m3的大型儲槽。子罐可以設(shè)計成 壓力容器，最大工作壓力可達 ，通常為 ～ ，視用戶使用壓力要求而定。 立式子母型儲罐結(jié)構(gòu) 2022/5/24 87 一、液化天然氣儲罐（槽） ? 典型的全封閉圍護系統(tǒng) LNG儲槽屬于 ? 地上型特大儲槽，這類儲槽較多地應(yīng) ? 用 LNG接收終端站，容量最大可達 ? 202200m3。 典型的全封閉圍護系統(tǒng) LNG儲槽示意圖 2022/5/24 88 二、液化天然氣船 ? LNG船運在 LNG工業(yè)鏈中的作用 ? LNG運輸船是為載運在大氣壓下沸點為 163℃ 的大宗 LNG貨物的專用船舶，這類船目前的標準載貨量在 13～ 15萬 m3之間，一般它們的船齡在 25～ 30年。 ? 目前，從技術(shù)上來說，一些先進國家已能設(shè)計出 16萬 m