CN105823524A - 一种lng加气站库存量的计算方法 - Google Patents

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王旭辉
梁世希
王彦超
王广辉
张孔明
谢昕
周松景
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Abstract

一种LNG加气站库存量的计算方法，属于LNG储运领域。本发明采用双差压式液位计系统，该双差压式液位计的2个液相取压点在竖面上高度差为H，H不能等于零，在储罐的制造图中明确标识出来；利用H值测算出LNG密度和体积的方法，可实时动态准确计算出LNG加气站在实际生产时真空绝热储罐内LNG的实际存储量。该计算方法可以满足企业经营管理制度规定的加气站经营期末盘点的要求。该计算方法也可以应用到采用立式真空绝热低温储罐的其他LNG设施，如LNG气化站和小型LNG储备库。

Description

一种LNG加气站库存量的计算方法
技术领域
本发明提供了一种LNG加气站的盘库计算方法，可以较精确地计算出LNG加气站实际生产中立式LNG储罐内实时的LNG存储量，属于LNG储运领域。
背景技术
随着我国液化天然气汽车(LNGV)和LNG动力船的快速发展，LNG加气站作为燃料补充加注的设施也得到了快速发展。在LNG加气站日常经营过程中，需要对加气站进、存、销进行盘点，以计算出加气站的LNG损耗率，并列为加气站经营考核的重要指标。同时，计算出LNG实时库存量，满足企业经营的期末盘点要求。
附图1为LNG加气站的简单工艺流程，1为LNG槽车，2为LNG储罐，3为LNG泵，4为LNG加气机。LNG槽车为加气站配送LNG，其交接计量采用地衡称重方式。LNG加气机是向LNGV和LNG动力船加注LNG的计量设备，所有时点的加注数据都可以存储到计算机系统。
采用立式储罐作为LNG加气站的储存设备，与卧式储罐相比，在相同存储容积情况下，具有占地面积小、为LNG泵提供较大灌注头的特点。因此，立式LNG储罐更多应用于LNG加气站。
现有情况下，LNG储罐采用差压式液位计和顶部溢流管系统作为相互独立的两套液位计系统。差压式液位计只能测出LNG液位高度产生的压差，在不能实时测算出LNG密度时，无法得知LNG液位的实际高度，从而也就无法计算出LNG的液体体积，当然无法进行盘库计算出LNG的库存量。
在LNG加气站的正常生产中，常常用前后两个盘库时点的库存变化量的计算代替LNG实际库存量的计算。这种计算方法能够计算出加气站在正常生产时LNG的综合损耗(该计算方法不能计算加气站开停工时LNG的综合损耗)，但仍不能计算出某个时点的库存量。因而，生产经营所需要的期末盘点计算，只能按照LNG密度估计值进行计算，从而导致加气站期末资产的不确定性。这种计算方法也不符合企业经营制度要求。
发明内容
本发明提供了
一种LNG加气站库存量的计算装置，其特征在于：
真空绝热储罐2通过气相取压阀连接第一差压式液位计L2，第一差压式液位计L2通过第一液相取压阀V4连接到真空绝热储罐，第一差压式液位计L2两端并联第一平衡阀V5；
真空绝热储罐2通过气相取压阀连接第二差压式液位计L1，第二差压式液位计L1通过第二液相取压阀V2连接到真空绝热储罐，第二差压式液位计L1两端并联第二平衡阀V3；
并且第一液相取压阀和第二液相取压阀之间存在竖向高度差H。
气相取压阀采用两个，分别和第一差压式液位计L2、第二差压式液位计L1连接。这样和一个气相取压阀没有实质性区别。采用一个气相取压阀可以节约成本。
进行LNG加气站库存量的计算方法，其特征在于步骤如下：
1)LNG密度计算
第二差压式液位计、第一差压式液位计测量结果分别为ΔP1mm水柱和ΔP2mm水柱，储罐内LNG密度按公式(1)计算；
ρLNG＝(ΔP1-ΔP2)ρ水/H--------------------(1)
式中：
ρLNG为LNG的密度，单位：kg/m3；
ρ水为水的密度，1000kg/m3；
H为第一液相取压阀和第二液相取压阀之间存在竖向高度差液相取压点b、c之间的高度差，单位：mm；
2)LNG体积计算
按公式(2)计算出储罐内LNG实际液体高度h，单位：mm；再由公式(3)计算出储罐内LNG体积，单位m3；
h＝ΔP1/(ΔP1-ΔP2)·H----------------------(2)
V＝10-9·πr2·(h-hd)+Vd-------(3)
式中：
Vd为储罐底部封头容量，是储罐的几何参数，单位：m3，；
hd为储罐底部封头高度，是储罐的几何参数，单位：mm；
r为储罐筒体横截面的半径，是储罐的几何参数，单位：mm；
Vd、hd、r按照储罐设计制造单位给出的数值代入公式(3)；
3)LNG库存量计算
按公式(4)计算出储罐内LNG质量Q，单位：kg；
Q＝V·ρLNG-----------------------------------------(4)
V是储罐内LNG体积。
本发明效果：
1、立式真空绝热低温储罐采用双差压式液位计系统，该双差压式液位计的2个液相取压点在竖面上高度差为H，H不能等于零，根据差压计的灵敏度和储罐的几何特性确定，在储罐的制造图中明确标识出来；
2、利用H值测算出LNG密度和体积的方法，可实时动态准确计算出LNG加气站在实际生产时真空绝热储罐内LNG的实际存储量。
3、该计算方法可以满足企业经营管理制度规定的加气站经营期末盘点的要求。
4、该计算方法也可以应用到采用立式真空绝热低温储罐的其他LNG设施，如LNG气化站和小型LNG储备库。
附图说明
图1是LNG加气站的简单工艺流程图。
图2是本发明装置示意图。
具体实施方式
本发明提供的LNG库存量计算方法适用于LNG加气站的盘库计算，该加气站的立式真空绝热储罐必须采用双差压式液位计系统。
真空绝热储罐2通过气相取压阀连接第一差压式液位计L2，第一差压式液位计L2通过第一液相取压阀V4连接到真空绝热储罐，第一差压式液位计L2两端并联第一平衡阀V5；
真空绝热储罐2通过气相取压阀连接第二差压式液位计L1，第二差压式液位计L1通过第二液相取压阀V2连接到真空绝热储罐，第二差压式液位计L1两端并联第二平衡阀V3；
并且第一液相取压阀和第二液相取压阀之间存在竖向高度差H。
气相取压阀采用两个，分别和第一差压式液位计L2、第二差压式液位计L1连接。
如附图2所示，2为LNG加气站的立式LNG储罐，5和6分别是该储罐所采用的双差压式液位计L1和L2。实际生产中，双差压液位计L1和L2的使用，可以相互校验液位计是否存在失灵或误显示情况。
图2中，L1和L2的液相取压点b与c之间在立面上存在高度差H(mm)。H不能等于零，依据差压液位计的灵敏度和储罐几何特性确定，并在储罐的制造图纸中明确标识出来。
储罐2的底部和顶部为2个形状相同的椭园或其他形式的封头，其高度、容量分别为hd(mm)和Vd(m3)，hd和Vd是储罐几何参数，由设计制造单位在储罐的制造图纸中明确标识出来。
通常情况下，1个封头的容量与储罐总容量之比小于10％。根据国内现有标准和规范，为避免出现过充这种不安全工况的发生，LNG储罐的充装率不大于90％。因此，储罐内LNG体积等于底部封头容积与筒体段液体体积之和。储罐筒体横截面的半径为r(mm)。
1、LNG密度计算
假设储罐内LNG的液体高度为h(mm)，L1和L2测量结果分别为ΔP1(mm水柱)和ΔP2(mm水柱)，储罐内LNG密度按公式(1)计算。
ρLNG＝(ΔP1-ΔP2)ρ水/H----------------------------------------(1)
式中：
ρLNG为LNG的密度，单位：kg/m3；
ρ水为水的密度，1000kg/m3；
H为差压计L1和L2液相取压点b、c之间的高度差，单位：mm。
2、LNG体积计算
按公式(2)计算出储罐内LNG实际液体高度h，单位：mm；再由公式(3)计算出储罐内LNG实际体积，单位m3。
h＝ΔP1/(ΔP1-ΔP2)·H---------------------------------------(2)
V＝10-9·πr2·(h-hd)+Vd----------------------------------------(3)
式中：
Vd为储罐底部封头容量，是储罐的几何参数，单位：m3，；
hd为储罐底部封头高度，是储罐的几何参数，单位：mm；
r为储罐筒体横截面的半径，是储罐的几何参数，单位：mm。
Vd、hd、r按照储罐设计制造单位给出的数值代入公式(3)。
3、LNG库存量计算
按公式(4)计算出储罐内LNG质量Q，单位：kg。
Q＝V·ρLNG--------------------------------------------------(4)
V是储罐内LNG体积。
类似地，上述计算方法也可以应用到采用立式储罐的LNG气化站和小型LNG储备库的盘库计量。

Claims (3)

1.一种LNG加气站库存量的计算装置，其特征在于：
真空绝热储罐通过气相取压阀连接第一差压式液位计，第一差压式液位计通过第一液相取压阀连接到真空绝热储罐，第一差压式液位计两端并联第一平衡阀；
真空绝热储罐通过气相取压阀连接第二差压式液位计，第二差压式液位计通过第二液相取压阀连接到真空绝热储罐，第二差压式液位计两端并联第二平衡阀；
并且第一液相取压阀和第二液相取压阀之间存在竖向高度差H。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
气相取压阀采用两个，分别和第一差压式液位计L2、第二差压式液位计L1连接。
3.应用权利要求1或2的装置进行LNG加气站库存量的计算方法，其特征在于步骤如下：
1)LNG密度计算
第二差压式液位计、第一差压式液位计测量结果分别为ΔP1mm水柱和ΔP2mm水柱，储罐内LNG密度按公式(1)计算；
ρLNG＝(ΔP1-ΔP2)ρ水/H--------------------(1)
式中：
ρLNG为LNG的密度，单位：kg/m3；
ρ水为水的密度，1000kg/m3；
H为第一液相取压阀和第二液相取压阀之间存在竖向高度差液相取压点b、c之间的高度差，单位：mm；
2)LNG体积计算
按公式(2)计算出储罐内LNG实际液体高度h，单位：mm；再由公式(3)计算出储罐内LNG体积，单位m3；
h＝ΔP1/(ΔP1-ΔP2)·H----------------------(2)
V＝10-9·πr2·(h-hd)+Vd-------(3)
式中：
Vd为储罐底部封头容量，是储罐的几何参数，单位：m3，；
hd为储罐底部封头高度，是储罐的几何参数，单位：mm；
r为储罐筒体横截面的半径，是储罐的几何参数，单位：mm；
Vd、hd、r按照储罐设计制造单位给出的数值代入公式(3)；
3)LNG库存量计算
按公式(4)计算出储罐内LNG质量Q，单位：kg；
Q＝V·ρLNG-----------------------------------------(4)
V是储罐内LNG体积。
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