天然气输差计量器具选择产生的误差及应对措施

　　1、上游集气装置的计量误差及解决途径

　　差压流量计具有结构简单，使用方便，仪表运行成本低等优点，因此目前在我国天然气计量和贸易结算中被上游供气企业广泛采用，但是压差流量计也有其固有的缺陷，如孔板在使用过程中不断磨损、腐蚀，对于气量波动大，变化频率高的状况适应性差，导压管引起的信号滞后，测量范围狭窄，使得计量准确度大打折扣，误差较大。中原1油田燃气管理处主要负责中原1油田地区的居民，公共事业单位及商业用气，因为生活用气占绝大部分，用气量起伏较大，用气高峰和低峰期非常明显，起伏如此大的流量范围用一块量程为3：1的孔板显然不合适。同时生活用气计量，气流温度计算值高于实际值，使得温度系数偏大，产生较大误差。如果使用旋进旋涡流量计，则会因为压力损失较大，而且表的抗干扰能力差，产生较大输差。经过现场筛选，认为涡轮流量计Zui1合适，涡轮流量计量程大，压力损失小，结构紧凑，尺寸小，安装方便，费用低，同时有智能化仪表集温度和压力补偿于一体，抗干扰、维护量极小。这样可大大提高天然气的计量准确度。

　　2、下游供气装置的计量误差及解决途径

　　燃气供应企业在选取供气装置时同样要先对各种用户的用气情况进行详细调查，结合客户实际情况，科学选取流量计，避免流量计选择不当产生较大输差，同时又要选择好流量计的量程，因为当用气量未达到始动流量，气表不会计量，增大输差，反之用气量超过Zui1大流量，气表的负偏差急剧增加，恶化输差，并且会损坏流量计，缩短使用寿命。中原1油田燃气管理处输气站配置了雷诺式高压阀，水压式安全阀，自动切断阀和自力式分离器，首先保证了输出的天然气压力稳定。同时为了将事后计量纠纷解释变为事前、事中控制管理。由于这些用户用气的不连续，用气量起伏很大，因此在用户用气过程中建立台帐，认真观察，充分运用有关的计量知识，将运行范围控制在上限流的60 ～ 80 之间。大部分的商业用户是饭店，并且大多集中在商业街，商户密集，用气量不大，规模小，旋进旋涡流量计安装要求高，故给这些用户和居民用户都选取了膜式煤气表，大大降低了输差。

　　3、膜式燃气表的计量误差及解决途径

　　目前，居民生活用气普遍采用膜式容积式计量表，可以直接给出用气的累积量，但这种量是非标状下的工况流量，膜式计量表受气候影响较大，在北方不宜采用户外1挂表。特别是冬天室外温度较低，会对仪表计量产生较大的负误差，长期使用会导致机械磨损和皮膜老化，给计量带来较大误差。居用燃气计量仪表在技术和工艺材料方面没有攻克受气候影响之前，户外1挂表方式应该慎用。中原1油田地处北方，前些年就进行了户外表安装，为了减少温度的影响，保护燃气表，都统一安装了用铁皮制做的表箱，单位还要求每月抄表时对燃气表工作状态仔细观察，判断其是否正常，同时根据用户近几个月用气情况进行分析，液化天然气供应商，发现异常时报维修人员进行现场检查，损坏、腐蚀严重的气表及时更换。对所有膜式燃气表适当缩短使用期限。准备备用表，以便在每年的校验期，能保证下游正常用气，同时又减少输差。

液化天然气加气站工艺技术

　　液化天然气加气站主要是为了公共汽车而服务，逐渐朝着出租车和城际列车覆盖，其工艺流程主要有卸车、调压、加气以及卸压。首先，卸车流程即把槽车或者是集装箱中运送的液化天然气转移到加气站的储罐中，这是液化天然气进入加气站之前必须经历的一个流程。通常情况下，液化天然气卸车操作方式主要包括LNG增压器卸载、增压器与泵进行联合卸车以及潜液式LNG泵卸车。笔者将详细介绍增压器与低温泵的联合卸车。

　　当液化天然气由槽车运至加气站后，通过槽车所备的空温式汽化器给予储罐施压，使其压力升高，当槽车同其储罐间构成压差之后，则经由压差的力量，将液化天然气进行卸车，使其进入到加气站的储罐里。同时，液化天然气采购，开启潜液式LNG泵，通过泵进行液化天然气的卸车作业，使卸车速度变快。待卸车完成之后，槽车中会有残留一些气相的天然气，为了避免因这些天然气的影响而使储罐里的压力快速增高，导致卸车速度受到影响，因此需要卸车台的气相管道对气相的天然气进行回收以及排放操作。

　　其次，调压也是液化天气加气站工艺技术中的一个重要流程，调压即借由相关的增压装置，使储罐里的天然液化气压力上升。为了确保天然液化气储罐里的液体始终趋于饱和状态，因此汽车在加气前，应该给予实施升温和升压操作，确定液体处于饱和状态之后才能够进行加气。调压流程也可以通过三种方式实现，第1种是借由储罐里的自动增压的相关装置进行升压操作;第二种是联合使用液化天然气的储罐压力控制装置同泵进行低速的循环使用，使压力升高;第三种是借由液化天然气低温泵实现升压目标。

　　加气流程作为Zui后一个流程，即给液化天然气汽车实施加气操作的流程。指借由液化天然气泵使储罐里LNG的压力上升并处于饱和状态，再通过加气1枪进行加气操作。通常情况下，加气压力的Zui1大值可以实现1.6兆帕斯卡左右，而液化天然气汽车内的液体是经由液相软管而来，残留的气相的天然气又经由气相软管进行回收处理，从而确保气瓶加气速度保持正常，且工作压力也维持正常状态。

天然气回收装置换热网络优化设计

　　换热网络在实际的应用中主要是实现提高能源的利用效率，除此之外，它还能有效的降低生产过程中的能源消耗，从而也大大的降低了生产过程中的资金投入，在天然气回收装置热网络优化设计的过程中，夹点分析法是一个经常使用的方法，这一方法在很多方面都能体现出明显的优势。天然气是一个加工行业经常要使用到的一个资源类型，其消耗量也是非常大的，所以需要使用天然气回收装置对换热网络进行优化设计。

　　1 工艺流程简介

　　天然气回收装置的工艺流程

　　1.1 原料气压缩预冷阶段

　　原料气在经过压缩之后，使其压缩离要能够达到38.5kg/cm2，之后将原料气放入到E3、E2进行换热，当换热使其温度能够降低到零下45摄氏度的时候停止。其中E3所使用的冷却器内使用的是氨水作为制冷剂，E2是多物流的高1效板翘式换热器。原料气会通过E2进行换热和冷却。

　　1.2 脱甲烷塔工段

　　冷却后的原料会呈现出气液混合的状态，其会进入到脱甲烷塔里，塔顶的气体经过E5进行冷却，一部分会经过冷凝，并为回流服务，气体排出之后会进入到E5和E2当中，从而为原料气提供其所需要的冷量，脱甲烷塔排出的气体在不断的膨胀，换热之后还要经过压缩机进行压缩，气体的压力要比界区的压力更高一些，这一原料气会经过E7被冷却到50℃，之后就会立即排到界区之外。脱甲烷塔底部所使用的是独立的再沸器，还要在这一过程中使用温度为236℃的贫氨水作为加热剂，液化天然气批发，使其温度能够一直保持在61℃，这样就可以充分的满足产品在乙1烷中的百分比的相关要求，甲烷塔提馏短的侧限引出的液体会进到E2当中，这样也就使得液体的温度有所升高。

　　1.3 脱乙1烷塔工段

　　脱甲烷塔底物流流入脱乙1烷塔，气相上行从塔顶流出进入氨冷却器，部分冷凝提供回流，未被冷凝的乙1烷产品气体排出界区。脱乙1烷塔底部使用独立的再沸器，并使用236℃的贫氨液热剂，使塔底温度保持110℃，以满足丙烷产品中对乙1烷含量的要求。

　　1.4 脱丙烷塔工段

　　脱乙1烷塔底物流流入脱丙烷塔，气相上行从塔顶流出进入空气冷却器。全部冷凝液经接1收器后一部分回流，另一部分作为丙烷产品经水冷器冷却至38℃后进入储罐。脱丙烷塔底部使用独立的再沸器，并使用236℃的贫氨液热剂，使塔底温度保持136℃，以满足丁烷产品中对丙烷含量的要求。

　　1.5 脱丁烷塔工段

　　脱丙烷塔底物流和预处理残油混合流入脱丁烷塔，气相上行从塔顶流出进入空气冷却器，全部冷凝液经接1收器后一部分回流，另一部分作为丁烷产品经水冷器冷却至38℃后进入储罐。脱丁烷塔底部使用独立的再沸器，并使用236℃的贫氨液热剂，使塔底温度保持130℃，以满足轻油产品中丁烷的含量要求。塔底轻油产品经空气冷却器冷却至50℃进入储罐。

　　2 换热网络用能分析

　　2.1 提取数据

　　为了能够将加点分析顺利的进行下去，需要对工艺予以充分的了解，同时还要按照系统物料平衡和能量平衡的原则进行夹点分析，同时还要对分析过程中所使用的材料进行详细的分析还要提供这些材料的初始温度、目标温度等重要的参考数据，要按照夹点分析过程中的相关要求去提取物流，热物流和冷物流的提取数量应该是完全一致的，这样才能给分析提供更加准确的数据支持。经过初始温度和目标温度热焓的具体数值计算出该温度范畴之内的热熔流量率，结果显示大部分都是变小的趋势，南京液化天然气，而也有几个物流在目标温度范围内出现相变不断增大的现象，针对这样的情况，研究人员对其做了合理的分段处理，这样就可以更加准确的计算出该温度范围内的热容流率。

　　2.2 原换热网络

　　换热网络网格图可以清晰、方便地表示和设计过程工业的换热网络。现过程(天然气回收装置)换热网络网格图如图2所示。换热网络使用了2个换热器、4个再沸器和8个冷却器。其中，E2、E5均为高1效多物料流板翅式换热器，它们分别对多股冷热物料流进行高1效换热;8个冷却器包含2个液氨冷却器(C1)、4个空气冷却器(C3)和2个水冷却器(C2)。经过对现有换热网络网格图的分析可知，冷却公用工程消耗能量9.454MW，加热公用工程消耗能量6.8736MW。当前换热网络中冷热物料流Zui1小传热温差为5K，即ΔTmin=5K。

　　3 换热网络翻新设计

　　在对原有的换热网络和夹点进行详细分析的基础上，设计人员采用了不符合夹点分析三原则的设计方式，这样做的目的主要是为了能够有效的提高天然气的回收效率。

　　在尽量减少对原设计改造的基础上，分别在夹点以上和夹点以下针对几个物料流进行了一定的改进，在改变设计方式之后，得到的天然气回收量有了很大的提升，所以这种新的设计方案是切实可行的。设计图如图3所示。

　　改进后的方案使用干气产品和丙塔顶料的热量与甲塔底再沸料换热，节省了制冷和加热公用工程。与Zui1大能量回收方案相比，改进的设计方案减少了2个换热器，避免了物料的分流改造，且克服了Zui1大能量回收方案中换热器冷端温差较小的弱点，大大提高了翻新设计的效果。

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