液化天然氣：SICK幫助Enagas減少蒸發(fā)氣體測(cè)量的誤差
西班牙大的液化天然氣供應(yīng)商Enagas在其Huelva工廠遭遇了出人意料的高BOG蒸發(fā)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(duì)FLOWSIC600超聲波氣體流量計(jì)造成了嚴(yán)重的紊流。無(wú)論是重新調(diào)整還是擴(kuò)張，在物理上和經(jīng)濟(jì)上都不可行。SICK通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于CFD分析的校正功能，找到了一個(gè)低成本的替代解決方案。此后，該裝置一直在-120°C下精確測(cè)量沼澤。

液化天然氣（LNG）被認(rèn)為是向國(guó)家或行業(yè)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(guó)管道。液化天然氣是通過(guò)將天然氣冷卻到-161°C（-258°F）以下來(lái)生產(chǎn)的。然后它被減少到原來(lái)體積的百分之六，可以用油輪運(yùn)輸?shù)饺魏蔚胤健Ｈ欢?，由于冷卻不能始終保持恒定，陸地和船舶上的儲(chǔ)罐中偶爾會(huì)形成蒸發(fā)或蒸發(fā)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(lái)一直依賴天然氣來(lái)提供75%的能源需求。西班牙能源供應(yīng)商Enagas僅在西班牙就擁有6個(gè)液化天然氣接收站。交付的液化天然氣儲(chǔ)存在這些終端中，然后通過(guò)HGV進(jìn)行運(yùn)輸，或者重新篩分并送入公司11000公里長(zhǎng)的管道網(wǎng)絡(luò)。儲(chǔ)罐中的蒸發(fā)氣體可以經(jīng)濟(jì)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(jì)FLOWSIC600安裝在西班牙休爾瓦液化天然氣接收站的40“蒸發(fā)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(gè)理想的選擇，因?yàn)樵撗b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(huì)造成任何壓力損失。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的使用，在工廠的總體平衡中發(fā)現(xiàn)了0.18%的氣體損失（不明氣體）。雖然這個(gè)數(shù)字聽(tīng)起來(lái)很低，但相當(dāng)于每年200萬(wàn)歐元的貨幣損失。

基于計(jì)算機(jī)模擬（CFD）的解決方案
Enagas請(qǐng)制造商SICK幫助找到根本原因。在對(duì)安裝條件進(jìn)行深入的工廠檢查和分析后，發(fā)現(xiàn)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(gè)90°彎管引起的。SICK在選擇流量計(jì)時(shí)不知道應(yīng)用和管道設(shè)計(jì)。顯著的湍流影響了標(biāo)稱直徑為40英寸的雙通道測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果。

在查明原因之后，是時(shí)候開(kāi)發(fā)潛在的解決方案了。裝置的概念和大管道的標(biāo)稱尺寸使得不可能通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)合并擾動(dòng)。另一個(gè)選擇是增加進(jìn)一步的測(cè)量路徑，這將需要機(jī)械修改。終，Enagas和SICK達(dá)成了基于CFD（計(jì)算流體力學(xué)）的解決方案。對(duì)該裝置進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，計(jì)算了測(cè)量段的流量分布。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了測(cè)量誤差。結(jié)果：流量測(cè)量誤差達(dá)7.4%。

后，在計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上，計(jì)算了修正函數(shù)。將校正功能轉(zhuǎn)換為實(shí)際設(shè)備*成功。修正后的余額損失每年減少0.1%或相當(dāng)于100萬(wàn)歐元。依那加斯認(rèn)為這一水平是可以接受的。

FLOWSIC600超聲波氣體流量計(jì)已經(jīng)在-120°C的溫度下可靠地測(cè)量了近10年（自2017年起，BOG不再燃燒，壓縮后被送至輸氣管網(wǎng)）。CFD分析有助于減少非預(yù)期安裝效果的影響。