GBT 20603-2023 冷凍輕烴流體 液化天然氣的取樣

冷凍輕烴流體液化天然氣的取樣國家標準化管理委員會IGB/T20603—2023 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14取樣方法 24.1連續(xù)取樣 24.2間歇取樣 44.3點樣取樣 55通用要求 75.1通則 75.2連續(xù)取樣 85.3間歇取樣 85.4點樣取樣 86設備 86.1材料 86.2取樣探頭 86.3LNG樣品氣化器 96.4氣體樣品容器 96.5連續(xù)取樣后端裝置 96.6間歇取樣后端裝置 96.7點樣取樣后端裝置 7取樣步驟 7.1連續(xù)取樣 7.3點樣取樣 8取樣報告 8.1通用要求 8.2連續(xù)取樣 8.3間歇取樣 8.4點樣取樣 附錄A(資料性)過冷度的計算示例 A.1原始參數(shù) A.2計算方法 Ⅱ附錄B(資料性)氣相容器和定量裝置容積的計算方法 B.1氣相容器容積的計算方法 B.2定量裝置容積的計算方法 附錄C(資料性)LNG樣品狀態(tài)判定 參考文獻 圖1連續(xù)取樣系統(tǒng)流程(示例1) 3圖2連續(xù)取樣系統(tǒng)流程(示例2) 4圖3間歇取樣系統(tǒng)流程 5圖4點樣取樣系統(tǒng)流程(示例1) 6圖5點樣取樣系統(tǒng)流程(示例2) 7圖6取樣期間 7圖7常壓浮動活塞樣品容器 圖A.1飽和液體的焓 圖C.1LNG氣液相態(tài)圖 表C.1不同壓力下典型LNG貧液和富液的泡點、露點溫度 Ⅲ冷凍輕烴流體液化天然氣的取樣在給定的壓力下LNG從沸點到過冷點的焓變。2用氣化后的LNG樣品飽和樣品儲氣罐密封水的過程。用于避免氣體樣品儲氣罐中氣體樣品與空氣接觸的水。取樣探頭sampleprobe插入待取LNG的輸送管線中或安裝在LNG輸送管線上的裝置。用于將待分析樣品從LNG輸送管線的取樣探頭輸送到樣品容器間的整個管線。用于緩沖LNG氣化時產(chǎn)生的壓力脈沖并使氣體混合均勻的裝置。氣體樣品壓縮機gassamplecompressor用于將儲氣罐中的氣體樣品充入樣品容器中的壓縮機。常壓浮動活塞樣品容器constantpressurefloatingpistonsamplecontainer間歇采樣時用于保持氣體采樣過程中壓力穩(wěn)定的樣品容器。LNG氣化后，不能通過自身的壓力進入儲氣罐時所用的增加壓力的壓縮機。將從LNG輸送管線收集到的LNG樣品完全氣化的裝置。4取樣方法通過LNG輸送管線上取樣探頭采集到的樣品在樣品氣化器中氣化。當氣化后的天然氣的壓力足夠高時，靠其自身的壓力由樣品氣化器出口連續(xù)輸往氣體樣品儲氣罐；當壓力不夠時，由氣化后的LNG輸送壓縮機增壓輸送氣化后的LNG。在這個過程中，取樣管線中的氣體壓力由壓力調(diào)節(jié)器控制，儲氣罐入口閥用來保持流入儲氣罐的氣體流量，多余的氣體從系統(tǒng)中排出。氣體樣品儲氣罐中的氣體樣品由氣體樣品壓縮機輸入到氣體樣品容器。連續(xù)取樣系統(tǒng)流程見圖1和圖2。3圖1連續(xù)取樣系統(tǒng)流程(示例1)4圖2連續(xù)取樣系統(tǒng)流程(示例2)4.2間歇取樣通過LNG輸送管線上取樣探頭采集到的樣品在樣品氣化器中氣化。當氣化后的LNG的壓力足夠高時，靠其自身的壓力由樣品氣化器出口連續(xù)輸往常壓浮動活塞樣品容器；當壓力不夠時，由氣化后的LNG輸送壓縮機增壓輸送氣化后的LNG。收集在常壓浮動活塞樣品容器中的氣體樣品用于離線分析。在這個過程中，取樣管線中的氣體壓力由壓力調(diào)節(jié)器控制，并通過常壓浮動活塞樣品容器入口閥調(diào)節(jié)流量。間歇取樣系統(tǒng)流程見圖3。52——LNG樣品氣化器；圖3間歇取樣系統(tǒng)流程4.3點樣取樣通過LNG輸送管線上取樣探頭采集一定量的樣品輸入到抽取真空的氣體樣品容器中，或者通過LNG輸送管線上取樣探頭采集樣品，通過氣化器氣化后輸入氣體樣品容器。點樣取樣系統(tǒng)流程見圖4和圖5。6圖4點樣取樣系統(tǒng)流程(示例1)7圖5點樣取樣系統(tǒng)流程(示例2)5通用要求5.1.1保護措施因為LNG沸點很低，與皮膚接觸將引起凍傷，LNG取樣時如果氣體擴散到空氣中，會降低氧氣含量導致窒息，遇火將發(fā)生燃燒。針對這些危險應采取預防保護措施。LNG的取樣應在LNG輸送流量穩(wěn)定的取樣期間內(nèi)連續(xù)進行。LNG的取樣期間(見圖6)是流量充分穩(wěn)定的一段時間，不包括最初開始時流量急劇增大和停止前流量降低的時間。圖6取樣期間8GB/T20603—2023 (1)5.3間歇取樣5.4點樣取樣應測量通過LNG輸送管線上取樣探頭采集的樣品的溫度和壓力參數(shù)，對液體樣品是否在傳輸過取樣探頭應固定在LNG處于過冷狀態(tài)下的管線之中。取樣點的9流量與相應管線的流量成正比例。取樣探頭應安裝在過冷度高的地方。取樣探頭的安裝應與LNG輸LNG樣品氣化器的熱交換容量應足夠使取出的全部LNG樣品氣化。樣品氣化器的結(jié)構(gòu)應能使氣化后的LNG輸送壓縮機應是無油型的。應采取措施以穩(wěn)定所安裝的LNG輸送壓縮機的輸出氣化后的LNG靠壓縮機輸送時，壓力調(diào)節(jié)器應安裝在壓縮機出口處。壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)能力應大于排出。對于無密封水的氣體樣品儲氣罐，其結(jié)構(gòu)應易于殘留氣體排出。當使用密封水式氣體儲氣罐圖7常壓浮動活塞樣品容器6.7點樣取樣后端裝置定量裝置容積應根據(jù)取樣鋼瓶的數(shù)量、期望的取樣壓力和置換次數(shù)來確定，見附錄B。定量裝置前后應配備隔離截斷閥，隔離截斷閥應適應工作在深冷及氣化溫度交變工況，同時滿足工作壓力(絕對壓力)范圍為5Pa～2MPa,以保證液相樣品取樣后不產(chǎn)生泄漏。定量裝置單元應安裝于隔熱效果好的保冷箱中。緩沖儲罐應配備溫度、壓力測量裝置對樣品的物理狀態(tài)進行監(jiān)測，確保樣品充分氣化。應根據(jù)取樣緩沖儲罐應適應工作壓力(絕對壓力)范圍為5Pa～2MPa。6.7.3真空抽取裝置真空抽取裝置應可將緩沖罐、取樣鋼瓶及連接管線中的壓力(絕對壓力)由常壓抽至100Pa以下。氣化器的功率應能使經(jīng)過氣化器的LNG瞬間氣化完全。7取樣步驟7.1連續(xù)取樣7.1.1將氣化后的LNG裝入氣體樣品儲氣罐的操作如下。a)當使用密封水式氣樣儲氣罐時，取樣前應將內(nèi)罐浸沒在水中，將殘留的氣體全部排出。當使用非密封水式氣體儲氣罐時，取樣前應排凈以前操作殘余的氣體。b)取樣前，應將密封水用氣化后的LNG鼓泡。a)取樣前應將常壓浮動活塞樣品容器中殘留的氣體全部排出；7.3.1通過LNG輸送管線上取樣探頭采集一定量的樣品輸入到抽取真空的樣品容器中的取樣操作b)LNG定量取樣當定量裝置中樣品的溫度、壓力符合液相條件時(見附錄C),取得定量液相7.3.2通過LNG輸送管線上取樣探頭采集樣品，通過氣化器氣化后輸入氣體樣品容器的取樣操作取樣報告應符合8.1的要求。通過LNG輸送管線上取樣探頭采集一定量的樣品輸入到抽取真空的樣品容器中的取樣報告中還(資料性)取樣點LNG條件：從圖A.1中查得過冷度為27000J/kg。將T.=293K,T,=113D?=0.0138m,L=3將Q=24.8W,F=20kg/h代入公式(A.2),計算得到焓增量為4460J/kg。標引序號說明：1——過冷度；3——取樣管線熱吸收；4——飽和液體；●——取樣點；O——液化天然氣樣品汽化器入口。圖A.1飽和液體的焓GB/T20603—2023可根據(jù)公式(B.1)～公式(B.3)計算氣相容器的容積。V=V?+V?…………(V'=xV?+V?+V?+V?…………(B.2)pV?=m…………(B.4)(資料性)LNG樣品狀態(tài)判定LNG是多組分體系，圖C.1某一組分的氣液相態(tài)圖。圖C.1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x;,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