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精确测量LNG船BOG

时间:2017-03-13 发布者:Steven Craig 浏览次数:1738次



近来随着液体天然气(LNG)需求和产量的提升,LNG的贸易量和使用油轮向全球进行LNG输送的需求也不断增长。LNG运输量的增长促使油轮船队不断进行扩充以提高运输能力,目前世界上的LNG船只通常承担的运量可达266,000立方米。LNG油轮的独特之处在于LNG作为货品会产生废气。这种废气通常被称为蒸发气(BOG)。这些废气可以作为船只上锅炉的燃料使用,而且确保能源效率必须满足当前船舶推行的管理条例。精确测量输往船舶锅炉的蒸发气(BOG)对于油轮运营商十分重要。


船舶对LNG货品及蒸发气(BOG)的处理



为了运输天然气,将之转化为液化天然气(LNG)是一种经济的选择。转化过程包含通过低温冷却将天然气在常压下降温至-163℃。此时天然气会凝结为液态并适合运输。船舶上的冷藏运输罐确保了液化气在储存过程中保持低温状态。船舶储存罐中的液化天然气(LNG)在运输过程中会由于环境热量传入罐体内而产生蒸发气(BOG)。过去,LNG油轮上通常使用船载的再液化装置来回收LNG蒸气并将之重新液化后送回储存罐。


蒸发气(BOG)问题

201311日,国际海事组织(IMO)对船舶污染预防国际公约进行了修改,增加了新的条例以提高船舶能源效率,降低二氧化碳排放。虽然大部分船舶已经实施了能源效率测量,但现在所有船舶被强制要求满足新的IMO条例。LNG油轮由带锅炉的蒸汽轮机驱动。而锅炉的燃料为甲烷、油或两种燃料结合。近年来,船舶开始使用运输过程中产生的BOG作为船舶锅炉燃料。

BOG被收集并加热到室温、加臭并压缩后被送往驱动船舶推进的蒸汽轮机锅炉。由于IMO的条例要求低二氧化碳排放,对输往船舶锅炉的BOG进行计量非常关键,这意味着必须精确测量船舶锅炉的BOG用量以便进行能源效率管理。


BOG测量方法

美国FCI公司的ST110系列流量计满足对油轮储罐、陆上终端、储存设施和配气站的BOG进行精确测量的要求。这款先进的空气/气体流量计结合了强劲的电子特性和先进的流量传感器设计,可以提供经济可靠的精确测量。

ST110流量计(图2)采用FCI独特的VeriCal现场标定确认系统。配有VeriCal系统(图3)的流量计可以定期在现场对流量计的性能进行功能测试和标定确认,而无需将流量计从管线或过程中取出,从而避免了因此导致的长时间过程停运。

BOG测量中,带VeriCal功能的ST110流量计采用一个延探杆引到传感器前端的内置喷管。操作者可以控制已知流量的气体通过传感元件。由此产生的信号输出可与出厂时的基准测试报告进行对比。




ST110系列的电子线路部分兼顾了当前和将来在BOG测量中对输出、过程信息和通讯的要求。无论是需要4-20 mA模拟输出、频率/脉冲输出、报警继电器输出,还是诸如HARTFieldbusProfibusModbus等数字总线通讯输出,都可以满足要求。

ST110流量计可以为LNG经营者提供图像式、多变量、背光LCD显示/读取;通过连续的过程测量和报警状态显示及服务诊断提供本地信息。

ST110流量计可以储存多达5组标定数据,适用于更宽的量程范围、不同的气体组份、多种气体,并能达到最高500:1的量程比,特别适合LNG和甲烷等复杂的混合气测量。另外,ST110还拥有带可移动2G micro-SD储存卡的机载数据记录器,可以储存多达21万读数。




ST110经过标定可用于测量LNG、甲烷及其他过程气体。插入式ST110流量计采用的热式流量传感元件可以测量0.25 1000 SFPS0.07 NMPS ~ 305 NMPS)的流量,测量精度为±0.75%读数,±0.5%满量程。

ST110的设计特别合适苛刻的石油/天然气应用,耐温可达454℃(850ºF),变送器可选一体或分体(远传距离可达300[1000英尺])结构。ST110采用牢固NEMA 4X/IP67316不锈钢封装,拥有多种防爆认证。其通过的认证包括:SIL-1ATEXIECExFMFMc等。


热扩散原理

ST110流量计精确的流量传感器采用恒功率的热扩散原理,如图4所示,将两个带热套管保护的铂RTD温度传感器插入过程介质中。其中一个RTD带加热,另外一个则测量实际的过程温度。这两个RTD之间的温度差直接与介质的质量流量成比例。这种原理支持直接质量流量测量,并且无需额外的温度和压力传感器即可进行质量流量计量。




结论

目前,FCI流量计已经在油轮LNG BOG应用和天然气陆上终端成功应用。ST110流量计的精确性、可靠性、牢固设计及满足的多种国际工业标准认证使之成为LNG行业的理想选择。另外,热式质量流量计采用独特的无活动部件设计,几乎无需维护,只需极少操作和费用即可长期使用。

测量精度、产品性能、低维护量和更长使用寿命的结合使之与其它流量测量原理相比具备明显的优势。在石油/天然气行业长达半个多世纪的经验使FCI生产的热式质量流量计与这个行业完美契合,特别适合这个行业苛刻的应用环境。

随着全世界对天然气的需求和天然气产量的与日俱增,FCI的热式气体质量流量计正在帮助石油/天然气行业和运输业降低温室气体排放,防止全球变暖,提供清洁能源解决方案。FCI公司致力于通过更可靠的空气/气体质量监测,并为优化工艺流程提供持续性支持,从而帮助各行业的用户保护环境。


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