一种预应力混凝土全容式LNG储罐库容积分计算方法

本发明涉及低温流体储存计量，具体为一种预应力混凝土全容式液化天然气(liquified natural gas,lng)储罐库容积分计算方法。

背景技术：

1、在双碳目标下，天然气作为一种高效、清洁的能源，正逐步取代煤炭、石油等高二氧化碳排放能源。作为天然气的另一种形式，lng因其体积小、密度大、便于运输等特点，得到快速发展。作为lng远洋贸易的终端设施，lng接收站承担着接收从基本负荷型天然气液化工厂船运来的液化天然气，以及储存、再气化后供给用户的责任。对于lng接收站运行管理而言，减少lng接收站各环节计量误差对保障接收站正常运营具有十分重要的指导意义。在lng日常储存中，环境温度与罐内液体温差引起的热泄漏会导致罐内lng温度分布不均。《q/sy 1675-2014液化天然气接收站质量盘库方法》和《gb/t 24962-2010冷冻烃类流体静态测量计算方法》是lng接收站在日常经营过程中对站内lng进行盘库计量的依据。经过查证，lng储罐静态库容计量一般依据位-温度-密度计(level,temperature and density,ltd)所测温度、密度进行计算，但ltd所在位置靠近罐壁，上述计算方法忽略了lng存在过冷区域，导致实际计算温度偏高、密度偏低，lng质量偏小，且目前未有对罐内ltd测量密度进行修正的方法。因此，针对lng储罐库容计量偏小的问题，本发明提出了一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法。

技术实现思路

1、本发明是为解决现有lng储罐静态计量方法未考虑热泄漏，导致计lng储罐计量库容偏小的问题，而提出一种简单、高效的可减小计量误差的lng储罐库容积分计算方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：上述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：包括如下步骤：1)根据式(1)求取储罐内lng体积；2)根据式(2)求取lng储罐实际介质静压力修正体积；3)根据式(3)对储罐体积进行热膨胀量修正；4)通过积分方法，根据式(4)求取储罐内lng质量。

3、上述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：基于圆柱体积公式与lng储罐罐容表，得到lng体积计算公式，其形式为：

4、v＝(πx2*y*0.99628+89.50821) (1)

5、式中，v为lng体积，m3；x为储罐半径，范围为[-40,0]，m；y为液位高度，范围为[0,30]m。上述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：基于lng储罐罐容表中的静压修正体积值，引入lng密度修正值，得到不同液位下的lng储罐静压修正体积公式，其形式为：

6、vp＝(0.5407y2-0.25866y+0.00812)×ρ真/ρ水 (2)

7、lng密度修正值计算公式形式为：

8、

9、式中，vp为静压修正体积，m3；y为液位高度，范围为[0,30]m；ρ真为lng修正后的密度，kg/m3；ρ水为水在4℃时的密度，通常为1×103kg/m3；ρltd为距lng储罐内壁面1m的ltd所测密度，kg/m3；a，b，c，d，e，f为常数，分别取值为1.008739，0.018976，2.940365，23.521172，0.999248，0.000565。

10、上述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：基于储罐检定结果，对不同温度下储罐产生的热膨胀导致储罐实际体积发生变化的情况，建立lng储罐热膨胀体积修正公式，其形式为：

11、vz＝(v+vp)×(1+2α(t-273.15+163)) (4)

12、式中，vz为经过储罐热膨胀量修正后的体积，m3；v为lng体积，m3；vp为静压修正体积，m3；α为罐壁材质线胀系数，α＝0.0000088,1/℃，t为罐壁温度，用罐内液体温度代替，℃。

13、上述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：采用式(6)，通过积分方法，求取lng储罐内lng实际质量：

14、mz＝ρ真×vz (6)

15、式中，mz为lng液体质量，kg；ρ真为lng修正后的密度，kg/m3；vz为经过储罐热膨胀量修正后的体积，m3。

16、本发明由于采取以上技术方案，可以达到以下有益效果：

17、(1)本发明提供的全容式lng储罐静态计量库容积分计算方法能对储罐热泄漏造成的lng密度分布不均进行修正；

18、(2)本发明提供的全容式lng储罐静态计量库容积分计算方法可提高lng储罐库容计量精度，减小计量误差；

19、(3)本发明提供的全容式lng储罐静态计量库容积分计算方法计算流程清晰、可操作性强，便于本技术领域人员使用。

技术特征：

1.一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：基于圆柱体积公式与lng储罐罐容表，得到lng体积计算公式，其形式为：

3.如权利要求1所述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：基于lng储罐罐容表中的静压修正体积值，引入lng密度修正值，得到不同液位下的lng储罐静压修正体积公式，其形式为：

4.如权利要求1所述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：基于储罐检定结果，对不同温度下储罐产生的热膨胀导致储罐实际体积发生变化的情况，建立lng储罐热膨胀体积修正公式，其形式为：

5.如权利要求1所述的一种预应力混凝土全容式lng储罐库容积分计算方法，其特征在于：采用式(5)，通过积分方法，求取lng储罐内lng实际质量：

技术总结本发明公开了一种预应力混凝土全容式LNG储罐库容积分计算方法，属于低温流体储存计量技术领域。1)根据式(1)求取储罐内液化天然气(Liquified Natural Gas,LNG)体积；2)根据式(2)求取LNG储罐实际介质静压力修正体积；3)根据式(3)对储罐体积进行热膨胀量修正；4)通过积分方法，根据式(4)求取储罐内LNG质量。本发明能够对常规储罐库容计算方法中，忽略LNG储罐热泄漏引起的温度分布不均，采用靠近罐壁的液位‑温度‑密度计(Level,Temperature and Density,LTD)所测数据进行计量，导致储罐内LNG在静态计量过程中质量偏小的问题进行修正，该方法计算流程清晰、精度高、可操作性强，便于本技术领域人员使用。技术研发人员：贾文龙,陈红环,贾平杨,王秀娟,吴瑕,杨帆,李长俊受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17