液化天然氣:SICK幫助Enagas減少蒸發氣體測量的誤差
西班牙大的液化天然氣供應商Enagas在其Huelva工廠遭遇了出人意料的高BOG蒸發氣損失(能源平衡中的天然氣不明)。這是由于不利的管道布局對FLOWSIC600超聲波氣體流量計造成了嚴重的紊流。無論是重新調整還是擴張,在物理上和經濟上都不可行。SICK通過實現基于CFD分析的校正功能,找到了一個低成本的替代解決方案。此后,該裝置一直在-120°C下精確測量沼澤。
液化天然氣(LNG)被認為是向國家或行業提供低二氧化碳能源的有趣方式之一,而不需要政治敏感的跨國管道。液化天然氣是通過將天然氣冷卻到-161°C(-258°F)以下來生產的。然后它被減少到原來體積的百分之六,可以用油輪運輸到任何地方。然而,由于冷卻不能始終保持恒定,陸地和船舶上的儲罐中偶爾會形成蒸發或蒸發氣體(BOG)。一般用作備用能源或燒掉以防止超壓。
西班牙多年來一直依賴天然氣來提供75%的能源需求。西班牙能源供應商Enagas僅在西班牙就擁有6個液化天然氣接收站。交付的液化天然氣儲存在這些終端中,然后通過HGV進行運輸,或者重新篩分并送入公司11000公里長的管道網絡。儲罐中的蒸發氣體可以經濟地重新冷卻,在很大程度上避免了燃燒。
SICK公司的2路超聲波流量計FLOWSIC600安裝在西班牙休爾瓦液化天然氣接收站的40“蒸發氣管道中,以盡可能精確地確定火炬燃燒器上游的BOG體積。原則上,這是一個理想的選擇,因為該裝置的鈦傳感器使其非常適合在-194°C的極低溫度下使用,而不會造成任何壓力損失。經過幾個月的使用,在工廠的總體平衡中發現了0.18%的氣體損失(不明氣體)。雖然這個數字聽起來很低,但相當于每年200萬歐元的貨幣損失。
基于計算機模擬(CFD)的解決方案
Enagas請制造商SICK幫助找到根本原因。在對安裝條件進行深入的工廠檢查和分析后,發現安裝FLOWSIC600的水流中存在明顯的湍流。這是由入口段上游的兩個90°彎管引起的。SICK在選擇流量計時不知道應用和管道設計。顯著的湍流影響了標稱直徑為40英寸的雙通道測量裝置的測量結果。
在查明原因之后,是時候開發潛在的解決方案了。裝置的概念和大管道的標稱尺寸使得不可能通過校準來合并擾動。另一個選擇是增加進一步的測量路徑,這將需要機械修改。終,Enagas和SICK達成了基于CFD(計算流體力學)的解決方案。對該裝置進行了計算機模擬,計算了測量段的流量分布。在此基礎上,推導了測量誤差。結果:流量測量誤差達7.4%。
后,在計算機模擬的基礎上,計算了修正函數。將校正功能轉換為實際設備*成功。修正后的余額損失每年減少0.1%或相當于100萬歐元。依那加斯認為這一水平是可以接受的。
FLOWSIC600超聲波氣體流量計已經在-120°C的溫度下可靠地測量了近10年(自2017年起,BOG不再燃燒,壓縮后被送至輸氣管網)。CFD分析有助于減少非預期安裝效果的影響。
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