T∕CGAS 019-2022 液化天然氣(LNG)點樣取樣法

1、學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載ICS 75.060CCS E 20CGAS團體T/CGAS 0192022液化天然氣(LNG)點樣取樣法Method for spot sampling of liquefied natural gas2022-04-28 發(fā)布2022-05-01 實施中國城市燃?xì)鈪f(xié)會 發(fā)布T/CGAS 0192022I學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載T/CGAS 0192022I學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載目 次 TOC o 1-5 h z 前言niMffl i2規(guī)范性引用文件13術(shù)語和定義 14取樣系統(tǒng)24.1點樣取樣系統(tǒng)構(gòu)成2點樣取樣系統(tǒng)工作原理2一般要求3安裝要求3定量裝置34.6溫度、壓

2、力測量裝置34.7氣化裝置34.8樣品管線的伴熱要求3氣相容器3真空抽取裝置3取樣鋼瓶4控制器4取樣方法4液相系統(tǒng)冷卻4液相體積定量取樣4真空抽取4液相樣品氣化4氣相樣品充并瓦 4取樣報告4附錄A （資料性）樣品狀態(tài)指標(biāo)的確定 5附錄B （資料性）氣相容器體積和定量裝置體積的計算方法 7附錄C （資料性）LNG取樣報告（示例）8參考t獻(xiàn)9T/CGAS 0192022111學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載為了規(guī)范液化天然氣（LNG）點樣的取樣方法，滿足LNG采樣分析要求，制定本標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)按照T/CGAS 1000-2021（中國城市燃?xì)鈪f(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則的規(guī)定起草。本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容包括：范圍、規(guī)

3、范性引用文件、術(shù)語和定義、取樣系統(tǒng)、取樣方法和取樣報告等。本 標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B和附錄C為資料性附錄。請注意本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容可能涉及專利。本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。 本標(biāo)準(zhǔn)由中國城市燃?xì)鈪f(xié)會標(biāo)準(zhǔn)工作委員會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：北京凱隆分析儀器有限公司、中國城市燃?xì)鈪f(xié)會、中國寰球工程有限公司北京分 公司、中石油江蘇液化天然氣有限公司、國家管網(wǎng)集團大連液化天然氣有限公司、北京燃?xì)饧瘓F（天津） 液化天然氣有限公司、中海浙江寧波液化天然氣有限公司、北京戈韋尼克工程技術(shù)有限公司、中國自控 系統(tǒng)工程有限公司、昆侖能源有限公司、新奧能源控股有限公司、西安秦華燃?xì)饧瘓F有限公司、淄博綠博 燃?xì)?/p>

4、有限公司、泰安安潔燃?xì)庥邢薰?、新奧（舟山）液化天然氣有限公司、西安市燃?xì)庖?guī)劃設(shè)計院有限 公司、北京市煤氣熱力工程設(shè)計院有限公司。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：邢德立、徐暉、張若思、李長纓、佟躍勝、胡本源、成永強、張奕、陶克、梅啟宏、 俞建新、馮立德、王書淼、林海威、劉新領(lǐng)、賀國防、李廣鑫、王暉、井帥，秦業(yè)美、程曉丹、李博。本標(biāo)準(zhǔn)使用過程中如發(fā)現(xiàn)需要修改和補充之處，請將意見和資料反饋給中國城市燃?xì)鈪f(xié)會標(biāo)準(zhǔn)工 作委員會秘書處或負(fù)責(zé)起草單位。負(fù)責(zé)起草單位：北京凱隆分析儀器有限公司（地址：北京市通州區(qū)中 關(guān)村科技園區(qū)通州園金橋科技產(chǎn)業(yè)基地景盛中街21號，郵政編碼:101102 .電子郵箱：saleskaloon

5、. com） o本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。本標(biāo)準(zhǔn)版權(quán)為中國城市燃?xì)鈪f(xié)會所有。除了用于國家法律或事先得到中國城市燃?xì)鈪f(xié)會書面許 可，標(biāo)準(zhǔn)任何部分不得以任何形式和手段進(jìn)行復(fù)制、發(fā)行、改編、翻譯和匯編。如需申請版權(quán)許可，請聯(lián) 系中國城市燃?xì)鈪f(xié)會標(biāo)準(zhǔn)工作委員會秘書處。聯(lián)系地址：北京市西城區(qū)金融大街27號投資廣場B座6層郵政編碼= 100032電話=子由R箱: HYPERLINK mailto:cgas cgas學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載T/CGAS 0192022學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載T/CGAS 0192022學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載液化天然氣（LNG）點樣取樣法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了液化天然氣（LNG）點樣的取

6、樣方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于壓力范圍為0.1 MPa2.0 MPa的LNG點樣取樣。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于氣、液兩相介質(zhì)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)必不可少的條款。其中，注日期的引用文 件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于 本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 13609天然氣取樣導(dǎo)則GB 500582014爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1液化天然氣 liquefied natural gas；LNG主要由甲烷組成，可能含有少量的乙烷、丙烷、丁烷、氮或通常存在于天然氣中的其他組分的一種無 色低溫

7、液態(tài)流體。來源:GB/T 8423.32018,2.1.143.2點樣 spot sample規(guī)定時間和規(guī)定地點從LNG輸送管道中采集到的規(guī)定體積的樣品。3.3取樣探頭 sample probe插人待取LNG樣品的輸送管道中或安裝在LNG輸送管道上的裝置，以便收集LNG樣品。 來源:GB/T 206032006,3.133.4液相體積定量裝置 liquid sample quantification device收集規(guī)定數(shù)量的、未發(fā)生閃蒸的LNG樣品的裝置。3.5氣化裝置 sample vaporizer將液相體積定量裝置收集的LNG樣品完全氣化的裝置。3.6氣相容器 gas sample c

8、ontainer用于收集氣化后的點樣樣品并使其混合均勻的容器。3.7真空抽取裝置 vacuum extraction device抽取氣相容器或取樣鋼瓶中的殘余氣體，使之具有一定真空度的裝置。3.8過冷 subcooling降低介質(zhì)的溫度，使之低于該壓力下的泡點。來源:GB/T 206032006,3.154取樣系統(tǒng) 4.1點樣取樣系統(tǒng)構(gòu)成點樣取樣系統(tǒng)由取樣探頭、保冷管線、液相體積定量裝置、氣化裝置、伴熱管線、氣相容器、取樣鋼瓶 和控制系統(tǒng)構(gòu)成，見圖1。液相體積定量裝置和氣化裝置取樣及控制裝置工藝管道閃蒸氣(BOG)管路大氣放空圖1點樣取樣系統(tǒng)構(gòu)成示意圖4.2點樣取樣系統(tǒng)工作原理LNG樣品由取

9、樣探頭自LNG T.藝管道取出，利用LNG的過冷量將取樣系統(tǒng)和管線進(jìn)行冷卻。 根據(jù)溫度壓力值來判斷樣品是否為液相，然后從液相體積定量裝置中取得定量液相樣品。將氣相容器 和取樣鋼瓶抽取真空，液相樣品在封閉空間內(nèi)完全氣化后，充人取樣鋼瓶完成取樣，取樣過程為自動取 樣。取樣點的過冷度宜通過該點LNG的溫度和壓力值，與相近組分的LNG在相同壓力下的泡點進(jìn)行 比較來確定，可參考附錄A中所示方法。點樣取樣系統(tǒng)原理見圖2。圖2點樣取樣系統(tǒng)原理圖般要求4.3.1系統(tǒng)的設(shè)計壓力和設(shè)計溫度不應(yīng)低于取樣點管道的工藝壓力和溫度。4.3.2系統(tǒng)中設(shè)備、閥門和管線的材料不應(yīng)受所接觸的流體影響，也不應(yīng)對流體的組成產(chǎn)生任何影

10、響。 宜采用304L/304SS以上型號的鋼材。4.3.3電氣設(shè)備防爆等級應(yīng)符合GB 500582014規(guī)定的一級二區(qū)IIB T3的最低限度的要求。 4.3.4取樣系統(tǒng)應(yīng)滿足防雷、防靜電、防浪涌要求。4.4安裝要求4.4.1取樣探頭應(yīng)固定在LNG輸送管道上。在多根LNG輸送管道的情況下，取樣裝置宜安裝在匯管 的下游。4.4.2取樣探頭與LNG輸送管道應(yīng)采用法蘭連接，插人深度宜在LNG管道管徑的1/3處1/2處。 4.4.3取樣探頭的設(shè)計宜考慮振動影響。4.4.4從取樣點到液相體積定量裝置人口的管線應(yīng)保持冷態(tài)，管線宜在1 000 mm以內(nèi)，宜采用真空套 筒或LNG循環(huán)保冷的隔熱裝置。4.5定量裝

11、置4.5.1定量裝置容積應(yīng)根據(jù)充裝取樣鋼瓶的數(shù)量、充瓶壓力來確定，具體方法見附錄B。4.5.2定量裝置前后應(yīng)配備隔離切斷閥；隔離切斷閥應(yīng)適應(yīng)在深冷及氣化溫度交變工況下工作，同時 丁-作壓力應(yīng)在5 Pa(A)2 MPa范圍內(nèi)。4.5.3應(yīng)配備用于判斷定量裝置內(nèi)部介質(zhì)的氣、液相的溫度和壓力檢測儀表。4.5.4定量裝置單元應(yīng)做好保冷隔熱。4.6溫度、壓力測量裝置定量裝置出口和氣相容器應(yīng)配備用于判斷氣相溫度、壓力測量的檢測儀表。4.7氣化裝置氣化裝置電加熱器的功率應(yīng)能保證LNG樣品完全氣化，并應(yīng)配備溫度、壓力測量儀表對樣品的物 理狀態(tài)進(jìn)行測量。4.8樣品管線的伴熱要求液相體積定量裝置之后的樣品傳輸管線

12、到閃蒸氣(BOG)管路應(yīng)設(shè)電伴熱，以便于樣品充分氣化 后再排至BOG管路。4.9氣相容器4.9.1氣相容器應(yīng)配備電加熱設(shè)施，確保樣品充分氣化。4.9.2氣相容器容積應(yīng)根據(jù)取樣鋼瓶的數(shù)量、設(shè)定的充瓶壓力來確定，具體方法見附錄B。適應(yīng)的工作壓力范圍為5Pa(A)2MPa。4.10真空抽取裝置真空抽取裝置應(yīng)能將氣相容器和鋼瓶及連接管線中的壓力抽至100 Pa以下，且應(yīng)符合GB/T 13609 的規(guī)定。3T/CGAS 0192022 學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載T/CGAS 0192022 學(xué)兔兔標(biāo)準(zhǔn)下載4.11取樣鋼瓶4.11.1取樣鋼瓶在結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于吹掃。4.11.2取樣鋼瓶的材質(zhì)應(yīng)適應(yīng)深冷及氣化溫度交變工況，

13、同時滿足工作壓力為5 Pa（A）2 MPa。 4.11.3取樣鋼瓶應(yīng)具備足夠的容積以滿足分析要求，即所容納的氣體體積大于氣體組成測定所需的 樣品量，且不應(yīng)小于300 mL。4.12控制器點樣取樣系統(tǒng)應(yīng)采用自動控制器完成以下功能：a）應(yīng)能完成對樣品氣相、液相狀態(tài)的計算和判斷，以及系統(tǒng)取樣各階段的動作控制，以實現(xiàn)樣品 取樣啟動到樣品充裝完成整個流程的自動控制及工作狀態(tài)提示；b）應(yīng)配備系統(tǒng)超壓保護(hù)、密閉容器泄漏、可燃?xì)怏w報警等危險狀態(tài)的聯(lián)鎖裝置；c）應(yīng)提供取樣報告所需要的溫度、壓力、容積等信息。5取樣方法5.1液相系統(tǒng)冷卻點樣取樣系統(tǒng)啟動后，具有一定過冷度的液相樣品由取樣探頭從工藝管道中取出，利用L

14、NG的過 冷量將定量裝置及取樣系統(tǒng)前端冷卻。5.2液相體積定量取樣當(dāng)定量裝置中樣品的溫度、壓力測量值符合液相條件時，取得定量液相樣品，液相確定條件見附 錄A。5.3真空抽取啟動真空抽取裝置，將氣相容器、取樣鋼瓶及連接管線進(jìn)行抽真空，使其壓力低于100 Pa。 5.4液相樣品氣化開啟定量裝置與氣相容器之間的通道，使定量裝置中的液相樣品在密閉系統(tǒng)中氣化，當(dāng)氣相容器中 樣品的溫度、壓力測量值符合氣相條件時，樣品完全氣化，典型的氣相條件見附錄A。5.5 氣相樣品充瓶開啟氣體容器與取樣鋼瓶之間的通道，將氣相樣品充裝至取樣鋼瓶。6取樣報告取樣報告至少應(yīng)包括下列內(nèi)容：a）取樣點信息，包括:LNG站（點）、取

15、樣時間、取樣位置、鋼瓶編號、管道溫度、壓力等；b）取樣裝置運行信息，包括：液相溫度、壓力、真空壓力值、氣化溫度、壓力等；c）樣品信息，包括：鋼瓶體積、樣品壓力等。取樣報告（示例）見附錄C。附錄 A（資料性）樣品狀態(tài)指標(biāo)的確定LNG是多組分體系，圖A.1為某個組分的氣液相態(tài)圖。相態(tài)圖中，曲線下方天然氣呈氣液兩相，曲 線左上方呈液相，右上方為氣相。對于LNG液體各組分摩爾分?jǐn)?shù)為_r,，壓力為的樣品，當(dāng)樣品的溫 度小于其對應(yīng)壓力下泡點時，樣品處于液相。溫度高于其對應(yīng)壓力下露點時，樣品處于氣相。在LNG 點樣取樣裝置中，液相體積定量裝置分別配置溫度、壓力測量裝置，測得的溫度T低于測得的壓力p下 體系的

16、泡點溫度時，可判斷液相體積定量裝置中樣品為全液相。同樣的，氣相容器中分別配置溫度、壓 力測量裝置，測得的溫度T高于測得的壓力p下體系的露點溫度時，可判斷液相體積定量裝置中樣品 為全氣相。87654321液相臨界點 cf臨界凝析壓力氣相+液相氣相臨界凝結(jié)溫度-180-160-140-120-1008060-40溫度/C圖A.l LNG氣液相態(tài)圖對于LNG的相平衡計算，可根據(jù)相平衡原理，結(jié)合PR方程、SRK方程等狀態(tài)方程來計算，也可以 通過軟件如Aspen HYSYS進(jìn)行計算，或者是通過操作經(jīng)驗判斷。典型LNG貧液和富液（表A.1）在不同壓力下的泡點和露點溫度見表A.2。表A.1典型LNG貧液和富

17、液組分組分含量（摩爾分?jǐn)?shù)）/%貧液富液甲烷(CH4)99.8687.74乙烷(C2H6)0.047.81丙烷(C3 H8)02.83異丁烷（/-c4h10）00.53正丁烷(w-C4H10)00.62異戊烷(-C5H12)00.08正戊烷（-c5h12）00.03氮氣（n2）0.10.36總計100100表A.2典型LNG貧液和富液在不同壓力下的泡點和露點溫度壓力/MPa典型LNG貧液典型LNG富液泡點/C露點/C泡點廠C露點/C0.1-154-100-151-720.3-143-93-140-620.6-132-87-130-530.9-125-83-122-471.2-119-80-116

18、-421.5-114-78-110-401.8-109-76 106-362.0 106-75-102-34附錄B（資料性）氣相容器體積和定量裝置體積的計算方法B.1氣相容器體積的計算方法可根據(jù)以下方法計算氣相容器的體積:a）氣化后的總體積V按公式（B.1）計算:V=V4 +V!（ B.1 ）b）充瓶后的總體積V按公式（B.2）計算：V=_rV2 +V3+V4+W（ B.2 ）c）氣化至充瓶過程溫度變化很小，可按公式（B.3）計算：py（B.3）d）氣相容器的體積按公式（B.4）計算：P.Vsp2 一 p、式中:x 取樣鋼瓶的數(shù)量；Vi氣相容器體積，單位為立方米（m3）；V2單個鋼瓶的體積，單

19、位為立方米（m3）;V3氣相容器至取樣鋼瓶連接管線的總體積，單位為立方米（m3）;V4定量裝置至氣相容器連接管線的總體積，單位為立方米（m3）;P. 期望充瓶壓力，單位為千帕（kPa）;P2氣化壓力，單位為千帕（kPa）。B.2定量裝置體積的計算方法(B.4 )(B.5 )m= Z1iRT1 -RTt(B.6 )可根據(jù)公式（B.5）、公式（B.6）和公式（B.7）計算定量裝置的體積: pV5 =mB.7 )p iVmV5 = 5 ZRTlP式中：V5定量裝置體積，單位為立方米（m3）；pLNG液體樣品的密度，單位為千克每立方米（kg/m3）;m 質(zhì)量，單位為千克（kg）;R通用氣體常數(shù)，單位為千焦耳每千摩爾開爾文，為8.314 3 kj/（kmol K）；M摩爾質(zhì)量，單位為千克每摩爾（kg/mol）；樣品的溫度，單位為開爾文（K）;Z 壓縮因子，按理想氣體對待時，壓縮因子為1；n 1、2、3附錄C（資料性）LNG取樣報告（示例）LNG取樣報告（示例）見表C.1。表