槽车液化天然气的能量计量.pdf

技术研究 84 2023年第9期1 液化天然气槽车市场近年来，我国为应对环境变化、提高能源效率，大力推进能源转型，天然气消费比重日益提高1。天然气消费量的增大极大促进了进口液化天然气（下文称LNG）行业的发展，截止2018年国内已建成投运LNG接收站21座，2018年LNG进口量达到750亿m3，据测算，至2030年将建成LNG接收站47座，LNG进口量将达到2700亿m32-3。进口LNG通过海上运输方式运送到LNG接收站，其陆上运输则多使用LNG槽车通过公路运输，至2020年，国内已建设2000个LNG卫星站，槽车保有量达两万辆4，LNG接收站的槽车市场已呈现较大规模。槽车装运LNG的计量是LNG接收站及其下游槽车市场在贸易交接中的重要环节，随着槽车市场规模的发展，其重要性日益显现。2 槽车 LNG 贸易计量的现状及存在问题目前国内LNG接收站的槽车LNG贸易计量，多采用质量计量的方式，使用汽车衡称量槽车充装前后的质量，算出质量差值作为LNG货物的质量，以LNG货物的质量作为贸易结算的单位。但天然气是一种混合化石燃料，根据产地不同，其组分差异巨大5，LNG货物采用质量计量，无法体现LNG作为燃料的品质差异，无法实现公平的贸易。为适应天然气产业的快速发展需要，实现贸易公平和科学计量，国家近年来大力推行天然气能量计量，中国天然气行业贸易交接采用能量计量已是大势所趋。2019年5月国家发改委、国家能源局、住建部、市场监管总局联合印发油气管网设施公平开放监管办法，办法中指出：国家推行天然气能量计量计价6。近年来，为有据可循地开展天然气能量计量工作，相关部门相继发布了GB/T 18603-2014天然气计量系统技术要求、GB/T 22723-2008天然气能量的测定等国家标准，这些标准明确了天然气能量计量的具体方法。另外，发布了GB/T 38753-2020液化天然气，提出了适用于商品液化天然气的品质要求，其中涉及甲烷、C4+、二氧化碳、氮气、氧气、总硫、硫化氢、发热量等参数，并规定了对应的分析方法。但相关的办法、标准中并未明确LNG能量计量具体方式7-9。为响应国家天然气能量计量改革要求，国内多个LNG接收站对天然气的计量方式做了改革，其中槽车LNG的能量计量出现了多种方式的技术槽车液化天然气的能量计量黄亿苹 张昕 朱良松浙江浙能温州液化天然气有限公司 浙江 温州 325000摘要：近年来，天然气（NG）消费比重日益提高，液化天然气（LNG）槽车市场也达到不小的规模。在国家大力推行天然气能量计量的政策环境下，LNG接收站作为LNG产业的重要环节，纷纷开展槽车装运LNG的能量计量工作。但因相关政策及标准均未对槽车能量计量做出明确要求，各接收站根据自身建设情况采取了不同的计量方式。本文介绍了槽车LNG计量的现状、存在问题及实现能量计量的几种技术路径。关键词：LNG接收站 槽车 能量计量E n e r g y Me a s u r e me n t o f T a n k L o r r y T r a n s p o r t e d L N GH u a n g Y i p i n g，Z h a n g X i n，Z h u S o n g l i a n gZhejiang Zheneng Wenzhou Liquefied Natural Gas Co.，LTD.，Zhejiang 325000Abstract：In recent years，the proportion of natural gas（NG）in energy consumption is increasing，and the market of tank lorry transported liquefied natural gas（LNG）has also reached a large scale.Because of the policies on promoting natural gas energy measurement，LNG receiving terminal，as an important part of the LNG industry，have carried out energy measurement of tank lorry transported LNG.However，because the policies and standards have not stipulate for energy measurement of tank lorry transported LNG，each LNG receiving terminal adopts different measurement methods according to its own construction situation.This paper introduces the current situation，existing problems and several technical approaches to realize energy measurement of tank lorry transported LNG.Keywords：LNG receiving terminal；tank lorry transported LNG；Energy Measurement 85 技术研究2023年第9期探索。目前LNG接收站所实施的槽车LNG能量计量方式，均仍采用汽车衡所得的LNG质量数据，另外取得槽车LNG组分数据，使用组分数据依据GB/T 110622014天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法标准规范计算单位质量热值，与质量数据计算每车LNG的能量10。但槽车LNG组分数据的获得和LNG热值的计算方式则各有不同。3 LNG 组分数据的获得槽车LNG组分数据的获得，目前主要采取直接取样分析和采用近似组分两种方式。3.1 直接取样分析直接取样分析，需在槽车装车管线设置一套在线取样分析系统，配置自动LNG取样系统、在线色谱仪和附属的分析小屋。自动LNG取样系统，一般根据GB/T 20603-2006冷冻轻烃流体 液化天然气的取样 连续法要求配置，由取样探头、加热气化装置、减压阀、管线及管线加热装置等设备组成11。在线色谱仪，按GBT 13610-2003天然气的组成分析 气相色谱法配置，自动检测得到单位热值，密度，及C1至C5、C6+、N2和CO2的组分12。分析小屋，一般为一座不锈钢板小屋配置可燃气体检测器、声光报警器、防爆空调、防爆风机、电源箱和信号箱等设备，需满足GB/T 29812工业过程控制分析小屋的安全、HG/T 4096化工用现成分析小屋成套系统和GB/T 25844工业用现场分析小屋成套系统等标准的要求13-15。直接取样分析得到的组分数据，与槽车交接LNG的真实组分误差最小，更符合公平贸易原则，是理想的组分分析方式。但LNG自动取样系统、在线色谱分析仪都未实现国产化，增设一套取样分析系统价格高。另外对已投运的接收站而言，槽车装车管线增设取样分析系统，设备安装需整体停运槽车外运设施、在槽车装车总管上进行切割作业，施工复杂、风险大。3.2 采用相近组分以国内常见的再冷凝工艺LNG接收站为例，储罐内低压泵提升储罐内LNG压力，向低压汇管输送，再从低压汇管进入槽车装运、码头保冷、BOG冷却、高压泵几个支路，进入高压泵之路的LNG与液化后的BOG混合后进入高压泵，再经气化器气化外输。由于监测高压泵气蚀及气化外输计量的需要，通常在高压泵入口和气化外输总管均配置在线取样分析系统。高压泵入口和气化外输的物料与槽车LNG组分近似，因此部分LNG接收站采用这两个分析结果，进行槽车LNG热值的计算，例如中海油部分接收站的槽车热值计算采用的是气化外输NG的组分分析结果16。但高压泵入口LNG、气化外输NG与槽车外运LNG的组分存在明显差异，其中混合了一部分接收站蒸发气（BOG），BOG主要组分为N2、CH4。采用这两个近似组分，会存在组分结果N2、CH4含量偏高、热值计量不准的问题。能量计量实施后，容易造成贸易纠纷，且对接收站贸易纠纷的处理不利，同时对接收站进出物料平衡计量管理造成困难，不利于接收站精细化管理。4 LNG 热值的计算方式LNG热值的计算方式则主要有采用热值自动计算程序和人工报送热值两种模式。4.1 热值计算程序槽车接收站控制系统增设热值自动计算程序模块。热值计算程序自动采集在线色谱仪提供的点样热值数据（采用组分数据，依据GB/T 11602计算得到，多为4-8min一个）计算一时间段的平均热值，可计算得到每车平均热值和日平均热值。计算每车平均热值，采集槽车质量流量计批控仪数据，用以辨识槽车充装流量平稳的时间段，计算这一时间段内的平均热值，作为此车的平均热值，是目前最接近槽车充装能量真实值的热值结果。计算日平均热值，则采用当日24小时内在线色谱仪提供的数据，计算得到日平均热值。目前已有LNG接收站槽车计量采用热值计算程序成功上线。热值计算程序可提高槽车热值计算的准确度，减少计量人员工作量，且软件程序简单，项目投资金额不高，是槽车LNG能量计量改革中实现热值计算的良好途径。4.2 人工报送热值部分接收站则采取由计量员计算平均热值并报送的方式，考虑工作量，多采用日平均热值。计量员读取24小时内在线色谱仪数据计算平均值，或当日取样化验得到组分计算当日热值，作为日平均热值，用以计算当日所有槽车的能量，目前中海油多数接收站采取这一方式16。人工报送热值存在的问题，是热值计算偏差较大，且增加计量员工作量。5 总结及展望随着天然气行业的发展和LNG槽车市场规模技术研究 86 2023年第9期的扩大，槽车LNG能量计量改革已势在必行。但是目前槽车LNG能量计量还未有成体系的标准方法，急需开展相关研究工作，在此基础上发布国家标准，以指导、规范槽车计量设施的建设和能量计量的实施。已投产接收站应视自身情况积极进行槽车LNG能量计算的技术改造，未投产的LNG接收站方式则需尽早谋划，选择合适计量方式，避免投产后重复投资或改造困难。参考文献1.能源生产和消费革命战略（2016-2030）J.电器工业，2017（5）：39-47.2 赵广明.中国 LNG 接收站建设与未来发展J.石油化工安全环保技术，2020，36（5）：1-6+77.3 刘红光.20202035 年中国 LNG 接收站建设需求测算 J.当代石油石化，2019，27（12）：24-26+34.4 曹闯明，李明清，许家栋，刘慧，吴捷.基于交通大数据的 LNG 供需预测 J.煤气与热力，2021，41（11）：36-39.DOI：10.13608/ki.1000-4416.2021.11.021.5 潘丕武，张明.天然气计量技术基础 M.北京：石油工业出版社，2013：61-67.6.油气管网设施公平开放监管办法 J.中国计量，2019（7）：13-17.7GB/T18603-2014天然气计量系统技术要求.8GB/T22723-2008天然气能量的测定.9GB/T38753-2020液化天然气.10GB/T110622014天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法.11GB/T20603-2006冷冻轻烃流体液化天然气的取样连续法.12GB T13610-2003天然气的组成分析气相色谱法.13GB/T29812工业过程控制分析小屋的安全.14HG/T4096化工用现成分析小屋成套系统.15GB/T25844工业用现场分析小屋成套系统.161 邢楠，刘冰，吴健宏.LNG 接收站贸易计量技术研究 J.石化技术，2018，25（12）：130-131+171.作者简介黄亿苹（1988.11），女，壮族，广西壮族自治区南宁市，硕士研究生，工程师职称，从事液化天然气接收站计量化验工作。参考文献1 匡立春，刘合，任义丽，等.人工智能在石油勘探开发领域的应用现状与发展趋势 J.