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LNG在线取样系统优化研究

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成果主要完成人

陈海超、郑飞萍、杜全华、汪杨柱、林素辉

项目概况

在符合LNG取样国际和国内相关规范标准的情况下,基于对LNG在线取样系统的不断研究,充分利用LNG深冷特性,通过LNG动态保冷替换静态保冷、加大LNG旁路流量防止样品提前气化、减少LNG漏热使样品不分馏、防止样品在取样管路中滞留、过冷度计算验证等方式,对LNG在线取样系统进行优化,创造性的提出一种全新的LNG在线取样系统,并委托厂家代加工生产,并安装现场测试及验证,具体做法如下: 1)国内首创利用LNG深冷特性,科学的提出利用LNG深冷特性,将传统的LNG静态保冷和真空保冷替换成动态液体的保冷模式。 2)解决LNG取样切断阀吸热造成LNG样品提前气化,通过加大旁路气化器功率和流量。 3)减少LNG漏热不分馏,在LNG在取样管路中增加调节阀,使LNG流速加快,完全气化,从而有效解决前端阀门漏热的影响,使之取得的样品不分馏。 4)管路中的LNG不滞留问题,通过在LNG气化后取样管路中增加缓冲罐、二级电加热调节阀和流量控制阀,使LNG高流量以稳定的样品流量输出,保证管路中的LNG不滞留问题。 5)过冷度计算验证,根据现场工艺取样探针、采样管线和采样流量等条件重新设计过冷度计算和验证,确保优化后的取样系统的过冷度满足GB/T 20603中过冷度的要求。 2、主要创新点 1)利用LNG深冷特性在取样管路中的循环流动作为保冷介质,将传统的LNG静态保冷和真空保冷替换成动态液体的循环保冷模式,当样品压力突然下降或者保冷效率降低时,LNG保冷夹套管壳层的LNG相变将降低壳层温度,有效的保证管层LNG 样品的过冷度,可以避免LNG在气化前发生分馏。 2)LNG保冷流路加大LNG旁路流量,防止样品提前气化。通过加大旁路气化器功率和流量,实现加大LNG取样管路的进样量,防止LNG样品进入气化器前提前气化。 3)加速LNG样品气化,减少LNG漏热不分馏。在LNG采样流路增设流量调节阀,根据工况调节进样流量,使LNG流速加快,完全气化,从而有效解决前端阀门漏热的影响,避免取得的样品产生分馏。 4)通过在采样气化管路上增加缓冲罐减少LNG样品中的重组分雾化;电加热调节阀用于防止样品在管路中滞留,进一步使混合均匀的气态样品加热调节,从而解决了LNG样品在取样管路中滞留问题。 5)为确保LNG样品在取样探针、管路及进入气化器前维持过冷状态,根据优化后LNG在线取样系统的取样管路的内径、外径、长度、隔热层厚度和采样流量等条件参数,重新对过冷度计算和验证,确保优化后的取样系统的过冷度满足GB/T 20603中过冷度的要求。 6)LNG在线取样系统产品工艺流程,优化后的LNG在线取样系统是将LNG采样夹套管、气化采样流路和LNG保冷流路有机的整合在一起,并实现监测进入气化器前 LNG样品的温度,气化采样流路能够把 LNG样品气化为连续、稳定、均匀的气体样品,彻底解决LNG气化器初期设计问题。 实现了不停产在线优化和排空LNG管道的形变风险,为其他LNG接收站在线气化系统的建设和改造提供了一种新思路,有效打破了国内LNG在线取样气化系统的瓶颈和价格垄断模式,具有可观的经济效益和社会效益。