CN107631905A - 一种lng取样分析方法和装置 - Google Patents

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张生
杨洪娟
王双彪
张晓哲
毛海东
刘建超
戚新华
王俣铮
郭殿锋
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Abstract

本发明涉及一种LNG取样分析方法和装置，用于自LNG管线取样、LNG气化及分析，其采用的工艺保证了LNG样品在气化前处于过冷状态，不存在任何组分的分馏气化，可以获得真实反映管道内流动LNG混合物比例的样品，分析结果准确可靠。

Description

一种LNG取样分析方法和装置
技术领域
本发明涉及一种LNG取样分析系统的工艺和装置，具体涉及一种准确可靠的LNG取样、气化、分析方法和装置。
背景技术
LNG组分分析结果是LNG密度及单位热值计算的关键参数，分析结果的准确性直接影响LNG贸易交接计量的具体数量及质量判定，所以获得有代表性的LNG样品是LNG准确计量的关键一步。LNG极易气化，温度和压力的微小变化都很容易导致LNG组分的快速分馏气化，而一旦发生分馏气化，将导致显而易见的不良后果：甲烷，氮气等低沸点物质组分测定值偏低，重组分含量偏高，计算的LNG单位热值和卸船总能量计算结果总是偏多。因此ISO8943要求LNG样品在气化前必须保持过冷状态，即全液体状态，不得有任何组分的分馏气化发生。
然而，传统的取样系统存在的一些客观问题导致其无法实现上述要求。首先，取样探头和气化器之间连接管线一旦较长，或者管线保温效果较差(特别在夏天高温环境)时，LNG易发生分馏；LNG流经不同管径的管道和阀门，使LNG发生节流效应，LNG在气化前发生了分馏；以至无法满足LNG取样关于过冷度的要求。采用传统的取样系统，目前的操作方法是，依靠调节气化器流量，加大气化流速，尽可能的缩短LNG进气化器前的时间来获得有代表性的样品。该方法的数据分析结果有很多的人为因素，且结果都是甲烷值比真实数据偏低，影响LNG计量准确性。因此本发明提出一种新的LNG取样分析系统，以获得准确可靠的LNG样品，并气化、在线分析。
发明内容
一种LNG取样分析系统的工艺和装置，用于自LNG管线取样、LNG气化及分析，其采用的工艺保证了LNG样品在气化前处于过冷状态，不存在任何组分的分馏气化，可以获得真实反映管道内流动LNG混合物比例的样品，分析结果准确可靠。
本发明提供的LNG取样分析方法，其包括如下步骤：
LNG取样探头插入LNG管道中，自管道中取样，-130℃～-167℃，例如-140～-162℃的LNG样品进入LNG真空泵，增压至7.5-9.5MPaG，进一步8.0-9.0MPaG，优选约8.5MPaG，此时LNG样品处于过冷状态，进入LNG气化器气化(等压气化，即在由LNG真空泵增加的压力下气化)、并升温至约15-25℃，优选28-22℃，更优选约20℃，然后接至分析小屋的在线气相色谱分析仪，获取LNG分析数据；气化器和分析小屋之间设置流量监测，(大约800-1600NL/h，进一步1000-1400NL/h，例如约1200NL/h的)LNG样品经节流阀节流(例如至0.2-0.8MPaG，进一步0.4-0.6MPaG，优选约0.5MPaG后)，进入分析小屋的在线气相色谱分析仪；过量的LNG样品自真空泵后分出一路，(经自力式调节阀)返回至LNG管线。在LNG气化器的气化条件下，LNG由液相直接变为气相，不会发生分馏而产生气液两相。
优选地，LNG取样探头取样点与真空泵入口间保持至少0.5米(例如可以是0.5-5m，进一步0.5-2m)的高差，使得此段管道中LNG不会发生分馏气化。
优选地，真空泵后分出一路连接自力式调节阀后接至被取样的LNG管线，且接入口距离LNG取样探头取样口至少0.5米(例如可以是0.5-5米，进一步0.5-2m)。
本发明还提供了一种LNG取样分析系统的装置，其包括：
用于从LNG管道取样的LNG取样探头；
真空泵，其入口经由设有阀门例如切断阀的真空绝热管连接至LNG取样探头；
LNG气化器，其中真空泵的出口管道分为两路，一路经由阀门例如自力式调节阀而连接至被取样的LNG管线，另一路连接LNG气化器的入口，其中连接真空泵和LNG气化器的管道为真空绝热管道；
分析小屋，其中，分析小屋设有在线气相色谱分析仪，所述LNG气化器的出口经由设有阀门例如节流阀的管道连接至该在线气相色谱分析仪。
优选地，LNG取样探头为两套独立的LNG取样探头，互为备用。
优选地，LNG取样探头为真空采样探头，以减少热量传输，降低LNG样品在取样过程中部分气化的风险。
优选地，LNG气化器为电加热器，带有超温断电功能，例如，超过55℃停止加热；也可采用其他形式的等效气化器。
优选地，在真空泵连接LNG气化器的管道上设置流量、压力、温度测量仪表。
优选地，LNG取样探头安装于LNG管线上距离上游阀门或管件不少于5米的直管段上，液体流态相对稳定，不存在紊流情况，以保证探头取样的准确性。
优选地，LNG取样探头取样点与真空泵入口间保持至少0.5米的高差，保证此段管道中LNG不会发生分馏气化。
LNG取样探头获得的LNG样品经过打开的切断阀，然后接至真空泵增压，真空泵连接LNG气化器的管道上设置流量、压力、温度测量仪表；真空泵后分出一路连接自力式调节阀后接至被取样的LNG管线，且接入口距离LNG取样探头取样口至少0.5米；LNG气化器出口连接节流阀的管线上设置压力、温度测量仪表，节流阀后连接分析小屋，分析小屋内设置的在线分析仪器采用在线气相色谱分析仪。
本发明的优点：
1.LNG样品传输及气化维持在超临界条件，消除了LNG分馏气化的风险；
2.LNG样品在进入LNG气化器前为过冷状态，样品管路中不存在任何组分的分馏气化，使得结果准确可靠，不会出现分析结果相比实际组分轻组分含量偏低，而重组分含量偏高的情况。
附图说明
图1是本发明LNG取样分析系统的装置示意图。
具体实施方式
一种LNG取样分析系统的工艺和装置，用于自LNG管线取样、LNG气化及分析，其采用的工艺保证了LNG样品在气化前处于过冷状态，不存在任何组分的分馏气化，可以获得真实反映管道内流动LNG混合物比例的样品，分析结果准确可靠。
下面结合附图进一步说明。
本发明提供的LNG取样分析方法，其步骤如下：
LNG取样探头插入LNG管道中，自管道中取样，-130℃～-167℃，例如-140～-162℃的LNG样品进入LNG真空泵，增压至7.5-9.5MPaG，优选约8.5MPaG，此时LNG样品处于过冷状态，进入LNG气化器气化、并升温至约15-25℃，优选18-22℃，更优选约20℃，然后接至分析小屋的在线气相色谱分析仪，获取LNG分析数据；气化器和分析小屋之间设置流量监测，大约800-1600NL/h，例如约1200NL/h的LNG样品经节流阀节流至约0.5MPaG后，进入分析小屋的在线气相色谱分析仪；过量的LNG样品自真空泵后分出一路，经自力式调节阀返回至LNG管线。在LNG气化器的气化条件下，LNG由液相直接变为气相，不会发生分馏而产生气液两相。
优选地，LNG取样探头取样点与真空泵入口间保持至少0.5米的高差，使得此段管道中LNG不会发生分馏气化。
优选地，真空泵后分出一路连接自力式调节阀后接至被取样的LNG管线，且接入口距离LNG取样探头取样口至少0.5米。
本发明还提供了一种LNG取样分析系统的装置，如附图1所示，其包括：
用于从LNG管道取样的LNG取样探头S1；
真空泵P1，其入口经由设有阀门例如切断阀V1的真空绝热管连接至LNG取样探头；
LNG气化器H1，其中真空泵的出口管道分为两路，一路L2经由阀门例如自力式调节阀V2而连接至被取样的LNG管线，另一路L1连接LNG气化器的入口，其中连接真空泵和LNG气化器的管道L1为真空绝热管道；
分析小屋，其中，分析小屋设有在线气相色谱分析仪，所述LNG气化器的出口经由设有阀门例如节流阀V3的管道连接至该在线气相色谱分析仪。
优选地，LNG取样探头为两套独立的LNG取样探头，互为备用。
优选地，LNG取样探头为真空采样探头，以减少热量传输，降低LNG样品在取样过程中部分气化的风险。
优选地，LNG气化器为电加热器，带有超温断电功能，例如，超过55℃停止加热；也可采用其他形式的等效气化器。
优选地，在真空泵连接LNG气化器的管道上设置流量、压力、温度测量仪表。
优选地，LNG取样探头安装于LNG管线上距离上游阀门或管件不少于5米的直管段上，液体流态相对稳定，不存在紊流情况，以保证探头取样的准确性。
优选地连接LNG取样探头和真空泵的管道，；
优选地，LNG取样探头和真空泵之间的管道尽量短，且取样点与真空泵入口间保持至少0.5米的高差，保证此段管道中LNG不会发生分馏气化。
测量时，LNG取样探头获得的LNG样品经过打开的切断阀V1，然后接至真空泵P1增压，真空泵P1连接LNG气化器H1的管道上设置流量、压力、温度测量仪表；真空泵P1后分出一路连接自力式调节阀V2后接至被取样的LNG管线，且接入口距离LNG取样探头取样口至少0.5米；LNG气化器H1出口连接节流阀V3的管线上设置压力、温度测量仪表，节流阀V3后连接分析小屋，分析小屋内设置的在线分析仪器采用在线气相色谱分析仪。
实施例1
LNG取样探头插入LNG管道中，自管道中取样，-161.5℃的LNG样品进入LNG真空泵，增压至8.5MPaG，此时LNG样品处于过冷状态，进入LNG气化器气化、并升温至约20℃，然后接至分析小屋，获取LNG分析数据；气化器和分析小屋之间设置流量监测，约1200NL/h的LNG样品经节流阀节流至约0.5MPaG后，进入分析小屋的在线气相色谱仪；过量的LNG样品自真空泵后分出一路，经自力式调节阀返回至LNG管线；在LNG气化器的气化条件下，LNG由液相直接变为气相，没有发生分馏而产生气液两相。在线气相色谱仪获得的分析数据即为本专利所述LNG取样分析系统获得的分析数据，经证实，与实际值完全一致。

Claims (9)

1.一种LNG取样分析方法，其包括如下步骤：
LNG取样探头插入LNG管道中，自管道中取样，-130℃～-167℃，例如-140～-162℃的LNG样品进入LNG真空泵，增压至7.5-9.5MPaG，优选约8.5MPaG，此时LNG样品处于过冷状态，进入LNG气化器气化、并升温至约15-25℃，优选28-22℃，更优选约20℃，然后接至分析小屋的在线气相色谱分析仪，获取LNG分析数据；气化器和分析小屋之间设置流量监测，LNG样品经节流阀节流后，进入分析小屋的在线气相色谱分析仪；过量的LNG样品自真空泵后分出一路，经自力式调节阀返回至LNG管线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，LNG取样探头取样点与真空泵入口间保持至少0.5米的高差，使得此段管道中LNG不会发生分馏气化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，真空泵后分出一路连接自力式调节阀后接至被取样的LNG管线，且接入口距离LNG取样探头取样口至少0.5米。
4.一种LNG取样分析系统的装置，其包括：
用于从LNG管道取样的LNG取样探头；
真空泵，其入口经由设有阀门例如切断阀的真空绝热管连接至LNG取样探头；
LNG气化器，其中真空泵的出口管道分为两路，一路经由阀门例如自力式调节阀而连接至被取样的LNG管线，另一路连接LNG气化器的入口，其中连接真空泵和LNG气化器的管道为真空绝热管道；
分析小屋，其中，分析小屋设有在线气相色谱分析仪，所述LNG气化器的出口经由设有阀门例如节流阀的管道连接至该在线气相色谱分析仪。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，LNG取样探头为两套独立的LNG取样探头，互为备用；和/或，LNG气化器为带有超温断电功能的电加热器。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，LNG取样探头为真空采样探头。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的装置，其中，在真空泵连接LNG气化器的管道上设置流量、压力、温度测量仪表。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的装置，其中，LNG取样探头安装于LNG管线上距离上游阀门或管件不少于5米的直管段上，液体流态相对稳定，不存在紊流情况，以保证探头取样的准确性。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的装置，其中，LNG取样探头取样点与真空泵入口间保持至少0.5米的高差，保证此段管道中LNG不会发生分馏气化。
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