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许润能源

LNG储罐可以通过空气对流及绝热体传导,而时刻发生着热量的传递,使罐内介质受漏热影响发生气化,直接导致LNG储罐内压力升高,进而影响到储罐安全及密闭储存时间。通常,储罐漏热量用日蒸发率的数值大小来体现,此数值不仅是衡量LNG储罐绝热保冷性能的重要指标,而且也是LNG储罐的一项竞争性经济指标。
 

LNG储罐的日蒸发率的测量方法和计算


日蒸发率是衡量LNG储罐绝热性能的重要指标,有效了解储罐日蒸发率,将有利于LNG储罐安全运行的维护。

标准推荐的测定方法

1、称重法

 称重法需要一套称量系统,需要对连同LNG储罐一起进行测量前后质量,故适用于测量小型LNG储罐。因此,不适用于大型LNG储罐的日蒸发率的测定。容器的有效储存质量可以根据LNG储罐的有效储存体积及工作压力下的介质密度计算得到。一般称重法的测量时间应长一些为好,否则测量时间太短,将会引起较大的误差,原因是在时间太短的情况下,低温液体损耗少,而仪器存在一定的误差,且仪器误差所占的比例较大,这将会引起较大的测量误差。随着时间的推移,LNG储罐的损耗逐渐增大,而仪器误差所占比例逐渐减小,从而测量精度越来越高。

2、蒸汽流量法

由于湿式流量计在测量气体体积总量时,准确度较高, 所以蒸汽流量法一般采用湿式流量计。特别是小流量时,其测量误差较小。


 

LNG储罐的日蒸发率的测量方法和计算

 

利用蒸汽流量法测得的日蒸发率值略小于实

际值

这是由于随着

LNG

储罐中液体的蒸发

发掉的液体占据的空间将蒸汽填补

结果一部分

蒸汽留在容器中

于是通过流量计的气体量少于

实际的蒸发量

因此

可以通过液体密度与蒸汽

密度对测量值予以校正

利用蒸汽流量法测得的日蒸发率值略小于实

际值

这是由于随着

LNG

储罐中液体的蒸发

发掉的液体占据的空间将蒸汽填补

结果一部分

蒸汽留在容器中

于是通过流量计的气体量少于

实际的蒸发量

因此

可以通过液体密度与蒸汽

密度对测量值予以校正

利用蒸汽流量法测得的日蒸发率值略小于实际值,这是由于随着LNG储罐中液体的蒸发,蒸发掉的液体占据的空间将蒸汽填补,结果一部分蒸汽留在容器中,于是通过流量计的气体量少于实际的蒸发量。因此,可以通过液体密度与蒸汽密度对测量值予以校正。

在工艺条件及现场条件允许的情况下,只需要将流量计安装LNG储罐气相管路上,测量时关闭除流量计所在管线以外管线的阀门,即在测量时,不能进行进出液,也不能通过BOG(BoilOffGas,低温储罐受热后,液体介质蒸发所产生的低温气体)压缩机对LNG储罐内的介质蒸发气进行压缩再液化。因此,为安全起见应密切注意储罐的压力变化。
 
LNG储罐的日蒸发率的测量方法和计算
 

公式计算法

1、
蒸汽流量间接法

蒸汽流量间接法是间接的通过蒸汽流量进行
测定。在LNG液化站或气化站,由于生产的连续性及工艺管道的局限性,无法直接在气相管路上安装流量计等计量设备,可采用蒸汽流量间接法来测量LNG储罐的日蒸发率,即通过测量与LNG储罐气相管路相连的BOG压缩机之前的缓冲罐内的温度和压力参数。
根据理想气体状态方程及蒸发量的计算公式推得LNG储罐日蒸发率的计算公式为:


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公式中:α1为蒸气流量间接法测LNG储罐的日蒸发率,%/d;M为甲烷的摩尔质量,M=16g/mol;P为缓冲罐的实测压力,Pa;V2为缓冲罐的有效体积,m3;R为摩尔气体常数,R=8.31Pa·m3/(mol·K);T3为缓冲罐的实测温度平均值,K;n为测量的天数;V1为LNG储罐的有效体积,m3;ρ为LNG储罐对应压力下的介质密度,kg/m3;Ts为LNG在101.325kPa下的饱和温度,Ts=111.75K;T1为环境温度的实测值,K;T2为LNG储罐内低温液体的平均温度,K;Hs为LNG在Ts温度下的气化潜热,Hs=509.75kJ/kg;H为LNG在T2温度下的气化潜热,kJ/kg。

在测量到缓冲罐内蒸发气体的温度、压力值,以及LNG储罐内介质不同压力下对应的密度及气化潜热后,就可以得到日蒸发率。蒸汽流量间接法适用于与LNG储罐相连的气相管线与BOG压缩机前的缓冲罐为直接连接,不允许分流,同时应确保BOG压缩机处于关闭状态。
 
LNG储罐的日蒸发率的测量方法和计算
 

2、自然升压法

自然升压法指设备在低温液体充分冷却后,关闭所有阀门,不允许气体排出,外界热量进入设备,使部分低温液体蒸发,罐内无气体排出,设备内的压力升高,根据压力升高所对应的蒸发气的密度和体积,换算出设备的蒸发率。这种测量 方法适用于带压储存的LNG储罐,如LNG球罐、LNG子母罐、LNG储槽等设备。即要考虑在24h的自然升压过程中,LNG储罐的压力变化不会对LNG储罐带来安全储存的问题。

LNG储罐充装LNG并稳定后,储罐处于封闭系统,环境的漏热使储罐内的部分LNG蒸发,导致储罐内的压力升高,密闭LNG储罐在24h内蒸发的气体质量与储罐内出始的质量之比即为自然升压法测得的密闭LNG储罐的蒸发率。自然升压法计算LNG储罐日蒸法率的计算公式为:

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α2为自然升压法测LNG储罐的日蒸发率,%/d;△m为24h内蒸发损耗的液体质量,g/d;V3为24h前对应的P1压力下的蒸汽体积,m3;V4为24h后对应的P2压力下的蒸汽体积,m3
;V0为LNG储罐内液体的体积,m3;为24h前对应的P1压力下的饱和蒸汽密度,kg/m3;为24h后对应的P2压力下的饱和蒸汽密度,kg/m3;ρ0为LNG储罐内液体密度,kg/m3。自然升压法可以通过密度计测量LNG在不同压力下的蒸发气体的密度,或是通过理想气体状态方程计算对应压力和温度下的蒸发气的密度,其体积可以通过测量储罐内液体体积来间接的获得气体体积。另外,密闭的LNG储罐内的温度场是不均匀的,

 

LNG储罐的日蒸发率的测量方法和计算


3、液差位法

液位差法是根据24h后LNG储罐内实际有效液体的体积变化量来折算储罐的日蒸发损失。其通过测量LNG储罐的液位读数,换算成储罐的实际体积,计算LNG储罐的日蒸发率,由液位差法计算LNG储罐日蒸发率的公式为:
 

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4、热流量计法

LNG储罐外罐壁面及环境温度之间存在一定的温差,其通过热传导为通过热流量传感器的热流密度。使用热流计法测量LNG储罐外罐表面单位面积的实际热流密度,通过实际测量的热流密度可得到LNG球罐的实际漏热量。根据实际的漏热量,即可计算实际的日蒸发率。

热流计法测试宜选择在阴天并且无风的条件下进行。使用导热系数小的导热硅胶将热流传感器与LNG储罐外罐外表面粘贴,热流密度的数值由数据记录仪直接读出。待连续10min内数据记录仪上的读数稳定后,读取数据记录仪上的读数波动范围内的平均值作为实际测量值。
 

LNG储罐处于平衡态,漏热也趋于平衡,根据热流传感器在LNG储罐不同部位的测试值,计算LNG储罐单位面积的热流量的平均值,然后依据LNG储罐内外罐表面积的当量几何平均值计算LNG储罐总的实际漏热量,用测量后的实际漏热量计算LNG球罐的实际日蒸发率公式:


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四川许润能源科技有限公司是专业的国内压力容器制造企业,公司主要生产低温压力容器、加气站成套设备系统、工业气体设备系统、锅炉煤改气方案、各类化工容器、非标容器及杜瓦瓶(焊接绝热气瓶)产品,重点产品有低温储罐,焊接绝热气瓶,储气罐等。作为专业的压力容器储罐厂家,为广大客户提供最合理的低温储罐价格,LNG储罐价格。

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