液化天然气（LNG）储罐容量的测量与计算处理方法

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【摘要】 依据现行技术规范，本文论述了LNG储罐的测量与计算处理过程中有关温度修正的技术盲点，同时指出了在罐容量测量方面所需要的温度修正方法，为实际工作起到指导借鉴意义。

【关键词】 LNG;低温;温度修正

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.03.011

Abstract： This paper discusses the technical blind spot of thermal correction in the process of measuring and calculating for LNG tanks according to the current technical specifications. Meanwhile，it points out the method of thermal correction in terms of tank capacity measurement，which can be used as a reference for practical work.

Key words： LNG;low-temperature;thermal correction

近年来，中国天然气的进口数量整体呈上升趋势。2018年1～11月，中国天然气进口量为8119万吨，同比增长33.8%。LNG（液化天然氣，Liquefied Natural Gas）储罐是接收站的核心存储容器，其存储容积的精确标定对将来明确进/出货量，计算接收站库存等有重要意义。若测量尺寸不准确，会产生计量误差，使产品买卖双方的经济利益受到影响。由于LNG储罐的建造和使用与石化行业常规的立式金属罐既有相同之处，又存在明显的差异，本文就LNG储罐容量测量的特点进行分析总结。

1 理论依据

GB/T 24962-2010《冷冻烃类流体 静态测量 计算方法》指出，虽然计算静态冷冻轻烃流体量与计算在环境温度下的石油产品油量的原理基本相似，但由于冷冻轻烃的低温和物理性质导致了一些差异。LNG的商品量测量计算如下：

液体在温度t的体积的计算依据来源于GB/T 19779-2005《石油和液体石油产品油量计算 静态计量》。其中，罐壁温度修正系数为：

GB/T 19779-2005附录C中指出，检尺口高度的温度修正方法，并同时说明油罐容积表上给出的是标定温度下的固定高度（包括检尺口高度和罐壁高度），高度部分修正系数F为：

由上述两项标准中的适用范围可以得出这样的结论：LNG的计量是在低温条件下进行，应对储罐的横截面积和高度分别进行温度修正。而横截面积和高度（包括检尺口高度和罐壁高度）的数据来源是罐的容量表。

按照JJG 168-2005《立式金属罐容量》检定规程中的光学垂线法，其横截面积测量处理过程如下：通过钢卷尺直接测量基圆的周长而得出基圆的直径，使用光学垂准线法测量各个圈板与基圆的径向偏差，间接得到各个圈板的直径，将测量数据进行温度和拉力修正后，得到该罐在标准状况下的圆周。当罐的材质不是碳钢时：

内测时需将圆周进行拉力修正后计算。罐壁圈板高度的测量方法与圆周的测量原理相同，同样采用钢卷尺或钢直尺直接测量各个圈板累加而得到。

通过上述技术规范可以得出：按照GB/T 24962-2010要求，计量技术机构应出具低温范围的LNG计量罐容量表;按照JJG 168-2005要求，应将标准条件下的20 ℃度替换为-163 ℃，分别对罐的圆周和高度进行温度修正后出具容量表;按照GB/T 19779-2005，使用部门对检尺口高度进行温度修正，以及温度偏离容量表提供的使用温度时的罐壁温度修正。

2 测量和计算处理过程

2.1 LNG储罐的测量

LNG储罐的材质通常为304L不锈钢、9Ni钢或36NiFe合金钢，本文以中石化公司某16万立方米LNG接收罐，材质为304L不锈钢为例，为简化计算，数据取基圆和总高，不计算罐底、附件和各个圈板的径向偏差值，只计算圆筒部分容量。测量基本信息数据见表1。

2.2 计算处理的温度修正

查询镍发展学会的文件，得到304L不锈钢典型线膨胀系数为：

因为测量圆周的钢卷尺与储罐材质的差别，需要将罐的圆周修正到钢卷尺在检定标准状况下的值，即20 ℃。

则20 ℃下的罐的内圆周为：

而-163 ℃下的罐的内圆周为：

因为在JJG 168-2005《立式金属罐容量》检定规程中，罐的使用是在常温状态下，对于罐的总高不需要进行修正，而LNG罐是在低温下使用，则必须进行在使用温度下的修正。

按照上述处理过程，分别计算出20 ℃和-163 ℃下的容量（见表2）。在-163 ℃下，标称16万立方米，实际容量为18万立方米的罐总容量和总高度比20 ℃下分别减小了1250.5 m3和83 mm。

3 结论

随着LNG贸易的迅猛发展，国内对LNG的材料生产研究也有了较大的进步，国内已有多个厂家目前能够生产出9Ni钢等较低成本的LNG罐用钢，但也产生了相关行业发展滞后的矛盾。本文所引用的304L低温不锈钢的线膨胀系数的数据，是采用了Nickel Development Institute（镍发展学会）于2001年发表的，由此可见，在计量领域有了良好的基础研究才能更好的服务于社会经济的发展。

【参考文献】

[1] 冷冻烃类流体 静态测量 计算方法：GB/T 24962-2010[S].

[2] 石油和液体石油产品油量计算 静态计量：GB/T 19779-2005[S].

[3] 立式金属罐容量：JJG 168-2005[S].