T∕CGAS 019-2022 液化天然气(LNG)点样取样法

1、学兔兔标准下载学兔兔标准下载ICS 75.060CCS E 20CGAS团体T/CGAS 0192022液化天然气(LNG)点样取样法Method for spot sampling of liquefied natural gas2022-04-28 发布2022-05-01 实施中国城市燃气协会 发布T/CGAS 0192022I学兔兔标准下载T/CGAS 0192022I学兔兔标准下载学兔兔标准下载目 次 TOC o 1-5 h z 前言niMffl i2规范性引用文件13术语和定义 14取样系统24.1点样取样系统构成2点样取样系统工作原理2一般要求3安装要求3定量装置34.6温度、压

2、力测量装置34.7气化装置34.8样品管线的伴热要求3气相容器3真空抽取装置3取样钢瓶4控制器4取样方法4液相系统冷却4液相体积定量取样4真空抽取4液相样品气化4气相样品充并瓦 4取样报告4附录A （资料性）样品状态指标的确定 5附录B （资料性）气相容器体积和定量装置体积的计算方法 7附录C （资料性）LNG取样报告（示例）8参考t献9T/CGAS 0192022111学兔兔标准下载学兔兔标准下载为了规范液化天然气（LNG）点样的取样方法，满足LNG采样分析要求，制定本标准。 本标准按照T/CGAS 1000-2021（中国城市燃气协会团体标准编写规则的规定起草。本标准主要内容包括：范围、规

3、范性引用文件、术语和定义、取样系统、取样方法和取样报告等。本 标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国城市燃气协会标准工作委员会归口。本标准起草单位：北京凯隆分析仪器有限公司、中国城市燃气协会、中国寰球工程有限公司北京分 公司、中石油江苏液化天然气有限公司、国家管网集团大连液化天然气有限公司、北京燃气集团（天津） 液化天然气有限公司、中海浙江宁波液化天然气有限公司、北京戈韦尼克工程技术有限公司、中国自控 系统工程有限公司、昆仑能源有限公司、新奥能源控股有限公司、西安秦华燃气集团有限公司、淄博绿博 燃气

4、有限公司、泰安安洁燃气有限公司、新奥（舟山）液化天然气有限公司、西安市燃气规划设计院有限 公司、北京市煤气热力工程设计院有限公司。本标准主要起草人：邢德立、徐晖、张若思、李长缨、佟跃胜、胡本源、成永强、张奕、陶克、梅启宏、 俞建新、冯立德、王书淼、林海威、刘新领、贺国防、李广鑫、王晖、井帅，秦业美、程晓丹、李博。本标准使用过程中如发现需要修改和补充之处，请将意见和资料反馈给中国城市燃气协会标准工 作委员会秘书处或负责起草单位。负责起草单位：北京凯隆分析仪器有限公司（地址：北京市通州区中 关村科技园区通州园金桥科技产业基地景盛中街21号，邮政编码:101102 .电子邮箱：saleskaloon

5、. com） o本标准为首次发布。本标准版权为中国城市燃气协会所有。除了用于国家法律或事先得到中国城市燃气协会书面许 可，标准任何部分不得以任何形式和手段进行复制、发行、改编、翻译和汇编。如需申请版权许可，请联 系中国城市燃气协会标准工作委员会秘书处。联系地址：北京市西城区金融大街27号投资广场B座6层邮政编码= 100032电话=子由R箱: HYPERLINK mailto:cgas cgas学兔兔标准下载T/CGAS 0192022学兔兔标准下载T/CGAS 0192022学兔兔标准下载液化天然气（LNG）点样取样法1范围本标准规定了液化天然气（LNG）点样的取

6、样方法。本标准适用于压力范围为0.1 MPa2.0 MPa的LNG点样取样。本标准不适用于气、液两相介质。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本标准。GB/T 13609天然气取样导则GB 500582014爆炸危险环境电力装置设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1液化天然气 liquefied natural gas；LNG主要由甲烷组成，可能含有少量的乙烷、丙烷、丁烷、氮或通常存在于天然气中的其他组分的一种无 色低温

7、液态流体。来源:GB/T 8423.32018,2.1.143.2点样 spot sample规定时间和规定地点从LNG输送管道中采集到的规定体积的样品。3.3取样探头 sample probe插人待取LNG样品的输送管道中或安装在LNG输送管道上的装置，以便收集LNG样品。 来源:GB/T 206032006,3.133.4液相体积定量装置 liquid sample quantification device收集规定数量的、未发生闪蒸的LNG样品的装置。3.5气化装置 sample vaporizer将液相体积定量装置收集的LNG样品完全气化的装置。3.6气相容器 gas sample c

8、ontainer用于收集气化后的点样样品并使其混合均匀的容器。3.7真空抽取装置 vacuum extraction device抽取气相容器或取样钢瓶中的残余气体，使之具有一定真空度的装置。3.8过冷 subcooling降低介质的温度，使之低于该压力下的泡点。来源:GB/T 206032006,3.154取样系统 4.1点样取样系统构成点样取样系统由取样探头、保冷管线、液相体积定量装置、气化装置、伴热管线、气相容器、取样钢瓶 和控制系统构成，见图1。液相体积定量装置和气化装置取样及控制装置工艺管道闪蒸气(BOG)管路大气放空图1点样取样系统构成示意图4.2点样取样系统工作原理LNG样品由取

9、样探头自LNG T.艺管道取出，利用LNG的过冷量将取样系统和管线进行冷却。 根据温度压力值来判断样品是否为液相，然后从液相体积定量装置中取得定量液相样品。将气相容器 和取样钢瓶抽取真空，液相样品在封闭空间内完全气化后，充人取样钢瓶完成取样，取样过程为自动取 样。取样点的过冷度宜通过该点LNG的温度和压力值，与相近组分的LNG在相同压力下的泡点进行 比较来确定，可参考附录A中所示方法。点样取样系统原理见图2。图2点样取样系统原理图般要求4.3.1系统的设计压力和设计温度不应低于取样点管道的工艺压力和温度。4.3.2系统中设备、阀门和管线的材料不应受所接触的流体影响，也不应对流体的组成产生任何影

10、响。 宜采用304L/304SS以上型号的钢材。4.3.3电气设备防爆等级应符合GB 500582014规定的一级二区IIB T3的最低限度的要求。 4.3.4取样系统应满足防雷、防静电、防浪涌要求。4.4安装要求4.4.1取样探头应固定在LNG输送管道上。在多根LNG输送管道的情况下，取样装置宜安装在汇管 的下游。4.4.2取样探头与LNG输送管道应采用法兰连接，插人深度宜在LNG管道管径的1/3处1/2处。 4.4.3取样探头的设计宜考虑振动影响。4.4.4从取样点到液相体积定量装置人口的管线应保持冷态，管线宜在1 000 mm以内，宜采用真空套 筒或LNG循环保冷的隔热装置。4.5定量装

11、置4.5.1定量装置容积应根据充装取样钢瓶的数量、充瓶压力来确定，具体方法见附录B。4.5.2定量装置前后应配备隔离切断阀；隔离切断阀应适应在深冷及气化温度交变工况下工作，同时 丁-作压力应在5 Pa(A)2 MPa范围内。4.5.3应配备用于判断定量装置内部介质的气、液相的温度和压力检测仪表。4.5.4定量装置单元应做好保冷隔热。4.6温度、压力测量装置定量装置出口和气相容器应配备用于判断气相温度、压力测量的检测仪表。4.7气化装置气化装置电加热器的功率应能保证LNG样品完全气化，并应配备温度、压力测量仪表对样品的物 理状态进行测量。4.8样品管线的伴热要求液相体积定量装置之后的样品传输管线

12、到闪蒸气(BOG)管路应设电伴热，以便于样品充分气化 后再排至BOG管路。4.9气相容器4.9.1气相容器应配备电加热设施，确保样品充分气化。4.9.2气相容器容积应根据取样钢瓶的数量、设定的充瓶压力来确定，具体方法见附录B。适应的工作压力范围为5Pa(A)2MPa。4.10真空抽取装置真空抽取装置应能将气相容器和钢瓶及连接管线中的压力抽至100 Pa以下，且应符合GB/T 13609 的规定。3T/CGAS 0192022 学兔兔标准下载T/CGAS 0192022 学兔兔标准下载4.11取样钢瓶4.11.1取样钢瓶在结构上应便于吹扫。4.11.2取样钢瓶的材质应适应深冷及气化温度交变工况，

13、同时满足工作压力为5 Pa（A）2 MPa。 4.11.3取样钢瓶应具备足够的容积以满足分析要求，即所容纳的气体体积大于气体组成测定所需的 样品量，且不应小于300 mL。4.12控制器点样取样系统应采用自动控制器完成以下功能：a）应能完成对样品气相、液相状态的计算和判断，以及系统取样各阶段的动作控制，以实现样品 取样启动到样品充装完成整个流程的自动控制及工作状态提示；b）应配备系统超压保护、密闭容器泄漏、可燃气体报警等危险状态的联锁装置；c）应提供取样报告所需要的温度、压力、容积等信息。5取样方法5.1液相系统冷却点样取样系统启动后，具有一定过冷度的液相样品由取样探头从工艺管道中取出，利用L

14、NG的过 冷量将定量装置及取样系统前端冷却。5.2液相体积定量取样当定量装置中样品的温度、压力测量值符合液相条件时，取得定量液相样品，液相确定条件见附 录A。5.3真空抽取启动真空抽取装置，将气相容器、取样钢瓶及连接管线进行抽真空，使其压力低于100 Pa。 5.4液相样品气化开启定量装置与气相容器之间的通道，使定量装置中的液相样品在密闭系统中气化，当气相容器中 样品的温度、压力测量值符合气相条件时，样品完全气化，典型的气相条件见附录A。5.5 气相样品充瓶开启气体容器与取样钢瓶之间的通道，将气相样品充装至取样钢瓶。6取样报告取样报告至少应包括下列内容：a）取样点信息，包括:LNG站（点）、取

15、样时间、取样位置、钢瓶编号、管道温度、压力等；b）取样装置运行信息，包括：液相温度、压力、真空压力值、气化温度、压力等；c）样品信息，包括：钢瓶体积、样品压力等。取样报告（示例）见附录C。附录 A（资料性）样品状态指标的确定LNG是多组分体系，图A.1为某个组分的气液相态图。相态图中，曲线下方天然气呈气液两相，曲 线左上方呈液相，右上方为气相。对于LNG液体各组分摩尔分数为_r,，压力为的样品，当样品的温 度小于其对应压力下泡点时，样品处于液相。温度高于其对应压力下露点时，样品处于气相。在LNG 点样取样装置中，液相体积定量装置分别配置温度、压力测量装置，测得的温度T低于测得的压力p下 体系的

16、泡点温度时，可判断液相体积定量装置中样品为全液相。同样的，气相容器中分别配置温度、压 力测量装置，测得的温度T高于测得的压力p下体系的露点温度时，可判断液相体积定量装置中样品 为全气相。87654321液相临界点 cf临界凝析压力气相+液相气相临界凝结温度-180-160-140-120-1008060-40温度/C图A.l LNG气液相态图对于LNG的相平衡计算，可根据相平衡原理，结合PR方程、SRK方程等状态方程来计算，也可以 通过软件如Aspen HYSYS进行计算，或者是通过操作经验判断。典型LNG贫液和富液（表A.1）在不同压力下的泡点和露点温度见表A.2。表A.1典型LNG贫液和富

17、液组分组分含量（摩尔分数）/%贫液富液甲烷(CH4)99.8687.74乙烷(C2H6)0.047.81丙烷(C3 H8)02.83异丁烷（/-c4h10）00.53正丁烷(w-C4H10)00.62异戊烷(-C5H12)00.08正戊烷（-c5h12）00.03氮气（n2）0.10.36总计100100表A.2典型LNG贫液和富液在不同压力下的泡点和露点温度压力/MPa典型LNG贫液典型LNG富液泡点/C露点/C泡点厂C露点/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附录B（资料性）气相容器体积和定量装置体积的计算方法B.1气相容器体积的计算方法可根据以下方法计算气相容器的体积:a）气化后的总体积V按公式（B.1）计算:V=V4 +V!（ B.1 ）b）充瓶后的总体积V按公式（B.2）计算：V=_rV2 +V3+V4+W（ B.2 ）c）气化至充瓶过程温度变化很小，可按公式（B.3）计算：py（B.3）d）气相容器的体积按公式（B.4）计算：P.Vsp2 一 p、式中:x 取样钢瓶的数量；Vi气相容器体积，单位为立方米（m3）；V2单个钢瓶的体积，单

19、位为立方米（m3）;V3气相容器至取样钢瓶连接管线的总体积，单位为立方米（m3）;V4定量装置至气相容器连接管线的总体积，单位为立方米（m3）;P. 期望充瓶压力，单位为千帕（kPa）;P2气化压力，单位为千帕（kPa）。B.2定量装置体积的计算方法(B.4 )(B.5 )m= Z1iRT1 -RTt(B.6 )可根据公式（B.5）、公式（B.6）和公式（B.7）计算定量装置的体积: pV5 =mB.7 )p iVmV5 = 5 ZRTlP式中：V5定量装置体积，单位为立方米（m3）；pLNG液体样品的密度，单位为千克每立方米（kg/m3）;m 质量，单位为千克（kg）;R通用气体常数，单位为千焦耳每千摩尔开尔文，为8.314 3 kj/（kmol K）；M摩尔质量，单位为千克每摩尔（kg/mol）；样品的温度，单位为开尔文（K）;Z 压缩因子，按理想气体对待时，压缩因子为1；n 1、2、3附录C（资料性）LNG取样报告（示例）LNG取样报告（示例）见表C.1。表