浅谈LNG储罐仪表

王耀军

陕西化建工程有限责任公司电仪公司

摘要: LNG项目在全国范围内飞速发展，LNG储罐自动化监测温度仪表的要求提高，在仪表选型上注重安全、精准；结合现场实际，就应用在LNG储罐的温度仪表、压力仪表、液位仪表等选型、设计、安装等方面浅谈分析探讨。

关键词：LNG储罐、低温、仪表选型、仪表安装

引言

随着国家经济大幅度提升，安全环保要求提高，天然气在能源构成中所占的比例日益提高，在世界范围内已经成为继煤炭、石油后的第三大能源，并逐渐成为煤炭的主要替代能源。中国经济的可持续和高速发展要求加快传统能源经济向清洁能源经济转型的步伐。发展LNG工业是清洁能源战略的重要组成部分。液化天然气产业中先进完善的自动化设备起着至关重要的作用，而应用在LNG储罐系统，且在深冷条件下（-165℃），仪表的选型及安装受到广泛重视。

本文从温度、压力、液位三个方面分析应用在LNG储罐系统中的仪表选型、设计及安装方案。

1、温度仪表  对于LNG项目，温度测量的重点是用在LNG罐内多点热电阻。安装在LNG罐内的热电阻不仅仅是做温度检测，还通过温度的变化检测是否有LNG泄漏；并在LNG罐顶冷过程中对温度进行实时监视，控制整个预冷工艺的过程。LNG罐多点热电阻主要在以下几个方面：

1.1在LNG罐的内罐内壁、底部和吊顶上都设有储罐多点热电阻，实现对预冷过程和操作过程中的温度监测。

1.2在LNG罐的外罐和内罐之间的环境空间也设有储罐多点热电阻，通过温度变化进行储罐泄漏检测。

1.3LNG储罐多点温度计的热电阻末端用集热块固定在储罐内壁或罐底，沿罐壁上敷设，每隔2米做一处膨胀弯（最小为50倍热电阻外径的弯曲），并且用安装支架固定在罐壁上，然后通过LNG储罐设备孔的多孔法兰接到罐顶外的接线箱内，最后以多芯电缆将pt100信号远传到控制箱系统，也可以通过变送器转换为4-20mA信号远传。

1.4表面温度计安装在LNG进料和外输管线的表面，测量管壁的温度，达到实际检测LNG进料和外输管线的泄漏情况，避免发生重大事故；并且可以通过温度变化，监控整个工艺流程的预冷情况。对于公称直径≥8℃低温液相管线设有表面温度计，每组设有两个测温点，分别位于管道底部和顶部，相邻的两组测温点距离不大于100m（正常10000方罐50米以内）；LNG罐及管线预冷温度是从常温逐渐变化到—165℃，所以建议温度计的量程可以选在30℃～170℃。

2、压力仪表 由于被测介质为液态天然气，操作温度为-165℃，需采用分体式在线取压的方法来测量，因此，为了节约成本，在LNG工厂里采用压力变送器来测量低温介质的压力。对于低温介质的在线取压，为了保护变送器不会因为温度过低而损坏，必须使其气化后才能测量。而在LNG气化时，其体积比例为1:600，瞬间会产生巨大的压力，将会对仪器造成不可预估的损坏。因此，需要使LNG尽可能缓慢的气化，这就需要安装限流孔板或者压力变送器取压导管加长进行缓冲保证LNG气化。

3、液位仪表 LNG储罐仪表系统中，储罐液位的测量为另一个重点。在低温环境下，不仅要对液位进行准确的测量、报警、连锁等功能，还可以通过液位计来预测储罐内LNG介质的翻滚等状态。一套LNG储罐的液位测量系统由1台LTD液位/温度/密度计、2台伺服液位计、2台16点平均温度计（主要用于伺服液位计温度补偿）、1台雷达液位计和1台罐旁显示仪等组成，其中每台液位计的作用如下：

3.1LTD液位温度密度计，用来测量储罐的液位、温度、密度。LTD成多分点分布，可以在任意高度进行待定的分布测量，显示精准的温度和密度，其精度可以达到T±0.1℃、D±0.05kg/m³；LTD的探头可在整个罐高范围内移动，达到精确液态液位计量，其精度可达到L±2mm。LTD输出信号通过RS-485通讯协议输送到控制室。

3.2伺服液位计，一个LNG储罐设置2台伺服液位计，用来精确计量及就地、远程显示，其精度可以达到；液位±0.4mm，灵敏度±0.1mm，重复性±0.1mm；并且伺服液位计具有高度可靠的报警功能，可提供高、高高、低、低低液位报警，2台伺服液位计的低低液位报警做2选1连锁停装车泵，2台伺服液位计的液位高高液位报警与雷达液位计的液位高高报警做3选2联锁关进料阀。伺服液位计输出信号通过通讯总线输送到控制室。

3.3平均温度计，每台伺服液位计配一台16点平均温度计，作为温度补偿用，并提供LNG的平均温度计温度分布信息。其精度为<±0.1℃。平均温度计信号通过HART协议接入到伺服液位计。并且可以通过平均温度计对伺服液位计进行粗略的校对，如果该点的温度达到-165℃以下时，即证明LNG的液位已经到达此高度。

3.4雷达液位计，用于高高液位报警，并且可连续精确测量储罐内LNG的液位，测量精度为±3mm。雷达液位计通过通讯总线将现场的液位仪表状态等信息输出给控制室。

3.5罐旁显示仪，2台伺服液位计可配置1台罐旁显示仪，用于现场显示各点温度，平均温度、液位、密度、体积、质量以及报警等各种状态信息。

结语，以上LNG仪表及安装是我们在延长石油志丹LNG、安塞LNG、延川LNG等LNG项目所学到的内容。