液化天然氣過冷度計算示例、定量裝置和氣相容器體積的計算方法、LNG樣品狀態(tài)判定

1、附錄A（資料性）過冷度的計算示例A.1 原始參數(shù)取樣管線規(guī)格：外徑：13.8 mm內徑：7.8 mm長度：3 m隔熱層厚度：80 mm取樣點LNG條件：壓力：250 kPa溫度：113 K密度；421 kg/m3LNG樣品流量：20 kg/h大氣溫度：293 K管線（包括閥門）的壓力降：50 kPaA.2 計算方法過冷度的計算步驟如下：a) 過冷度從圖A.1中查得過冷度為27000 J/kgb) 取樣管線的熱吸收取樣管線的熱吸收按公式A.1計算獲得：（A.1）式中：Q熱吸收，單位為瓦（W）；Ta大氣溫度，單位為開（K）（=293K）；TsLNG溫度，單位為開（K）（=113K）；ha熱傳遞表面

2、系數(shù)，單位為瓦每平方米開W/(m2K)(=8.14 W/m2K )；k隔熱層材料的導熱率，單位為瓦每平方米開W/(m2K) (=0.0187 W/m2K )；Do隔熱層的外徑，單位為米（m）(=0.01738m)；Dl隔熱層的內徑，單位為米（m）(=0.0138m)；L管線長度，單位為米（m）(=3m)；因此： （A.2）c) 取樣管線熱吸收導致的LNG樣焓增量取樣管線的熱吸收導致的LNG樣焓增量按公式A.3計算獲得：（A.3）式中：Hl焓增量，單位為焦耳每千克（J/kg）；Q吸收熱，單位為瓦（W）(=24.8W)；F流量，單位為千克每小時（kg/h）(=20kg/h)。因此:（A.4）式中：

3、由于Hl過冷度，在取樣管線中將不會發(fā)生分餾。 取樣點 液化天然氣樣品汽化器入口標引序號說明：1過冷度；2壓力降；3取樣管線熱吸收；4飽和液體；圖A.1 飽和液體的焓附錄B(資料性)定量裝置和氣相容器體積的計算方法B.1氣相容器體積的計算方法可根據(jù)如下方法計算氣相容器的體積氣化后的總體積:V= V4+V1 （B.1）充瓶后的總體積:V=xV2+V3+V4+V1（B.2）氣化至充瓶過程溫度變化很少,則：P1V=P2V（B.3）式中:V1:氣相容器體積, 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）；x:取樣鋼瓶的數(shù)量；V2:單個鋼瓶的體積,單位為立方米(m

4、3)；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）；P1: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裝置體積的計算方法可根據(jù)如下方法計算定量裝置的體積V5=m（B.4）P1V=ZnRT1= ZmMRT1（B.5）式中：LNG液體樣品的密度，單位為千克每立方米（kg/m3）；m:質量，單位為千克（kg）；V5:定量裝置體積, 單位為立方米（m3）；R:摩爾氣體常數(shù)，為8.314J/Kmol；M:摩爾質量，單位為千克每摩爾（kg/mol）；T1: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；附錄C（資料性）L

5、NG樣品狀態(tài)判定LNG是多組分體系, 圖D.1某一組分的氣液相態(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液體各組分摩爾分數(shù)為xi,壓力為P的樣品，當樣品的溫度小于其對應壓力下泡點時，樣品處于液相。溫度高于其對應壓力下露點時，樣品處于氣相。在LNG點樣取樣裝置中，液相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下體系的泡點溫度時，可判斷液相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，可判斷液相定量裝置中樣品為全氣相。圖C.1 LNG氣液相態(tài)圖對于LNG的相平衡計

6、算，可根據(jù)相平衡原理，結合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進行計算，或者是通過操作經(jīng)驗判斷。在不同壓力下典型LNG貧液和富液的泡、露點溫度見表C.1表C.1不同壓力下典型LNG貧液和富液的泡、露點溫度壓力（MPaG）典型LNG貧液典型LNG富液泡點()露點()泡點()露點()0.1-154-100-151-720.3-143-93-140-620.6-132-87-130-530.9-125-83-122-471.2-119-80-116-421.5-114-78-110-401.8-109-76-106-362.0-106-75-102-34注：某一典型LNG貧液：甲烷99.80%，乙烷0.05%，丙烷0.01%，氮氣0.14%（m