一种LNG到港交接计量误差的计算方法

技术领域

本发明属于天然气运输领域，具体而言，涉及一种天然气到港交接计量误差的计算方法。

背景技术

LNG接收站天然气损耗不仅是衡量企业综合管理水平的一项重要技术指标，还直接关系到企业的生产成本和经济效益。但由于LNG接收站在我国处于初步发展阶段，接收站天然气损耗还未有较多研究，但为了避免产生更多的经济损失，有必要开展LNG接收站天然气损耗分析研究，分析接收站损耗的影响因素，为LNG接收站的控制管理提供指导作用。天然气在接收站中输送运行时其理论上的损耗为零，即进气量加期初罐存等于出气量加期末罐存，但由于存在计量系统的计量准确性，所以无法完全避免接收站损耗的产生。计量系统的计量准确性正是由计量仪表本身的计量精度产生的。

目前，LNG到港交接利用船载卸货计量系统(CTMS系统)自动记录船舱液位，通并通过船舱横倾、纵倾等其他校正和检查，得到船舱LNG容积。同时，在卸货过程中，从实验室提取液化天然气进行成分分析，得到LNG的组分以及密度，再利用密度计算其质量进而得到贸易交接能量值。通过到港交接流程可总结出影响到港计量结果的因素主要有以下几个方面：(1)船舱参数计量准确性；(2)取样过程；(3)能量计算过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LNG到港交接计量误差的计算方法，该方法由LNG接收站天然气损耗的构成角度出发，结合优选的参数计算公式确定了LNG到港环节贸易量的计算方法，由误差传递公式推导出各环节计量误差的计算公式，后基于误差及不确定度合成理论得出了接收站理论损耗及理论损耗率的计算公式，确定了LNG接收站天然气损耗指标的计算原理。本发明的技术方案如下：

一种LNG到港交接计量误差的计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

LNG到港交接利用船载卸货计量系统(CTMS系统)自动记录船舱液位，通并通过船舱横倾、纵倾等其他校正和检查，得到船舱LNG容积。同时，在卸货过程中，从实验室提取液化天然气进行成分分析，得到LNG的组分以及密度，再利用密度计算其质量进而得到贸易交接能量值。

到港交接流程可总结出影响到港计量结果的因素主要有以下几个方面：(1)船舱参数计量准确性；(2)取样过程；(3)能量计算过程。

根据ISO标准以及国际LNG储存转运手册查得LNG到港贸易交接流程包括以下计算步骤：

(1)到港LNG体积，在进行参数校核后，可根据舱容计量表查出卸货前液相体积V

式中，V

(2)LNG密度计算，在全速卸载过程中，连续采集液化天然气气化后的天然气作为样品，通过在线或实验室气相色谱分析仪进行分析，结合CTMS记录的LNG温度，采用标准ISO6578所提供的体积校正因子，用Klosek-Mckinley公式即可计算出LNG的密度：

式中，D

(3)LNG单位质量高热值，由于LNG的体积受组成和温度的影响很大，国际LNG贸易中普遍采用热值交接。LNG单位质量高热值可以通过下式进行计算：

式中，GCV

(4)返舱BOG热量计算在港口卸载LNG时，为了保证舱内压力的稳定，储罐一部分BOG应通过气臂返回舱内。返回气体的体积为LNG卸载体积，返回BOG的热量可按公式计算：

式中，E

(5)LNG船发动机消耗的天然气能量。在卸载操作期间，LNG运输船经常在使用天然气作为机舱燃料。通过LNG船上的气体流量计测量消耗的总气体量V

(6)到港卸货LNG交接总热值。根据上述公式，计算出卸载LNG的总热值，并扣除返舱气能量以及船上发动机的天然气消耗量，得到LNG到港卸货交接总热值：Q＝(V

将前面的到港LNG体积V

通过误差计算原理通过直接测量量建立函数关系的并进行微分得到间接测量量，利用LNG交接误差公式计算，得到LNG到港交接计量误差。

间接测量量是通过各直接测量量之间的关系式进行计算求得的，其误差是各直接测量量误差的函数值，这种误差称为函数误差，其计算过程称作误差的合成。

由于各测量仪器的精度、测量条件及测量方法等因素的影响，致使测量直接数据(压力、温度、密度等)带有误差，根据带有误差的直接测量量计算得到的间接值也必然存在误差，即存在误差的传递。

研究测量误差的传递规律有重要意义，不仅可以用于已知系统的误差传递计算，还可以建立误差合成规则、精度分析的基础。

首先要明确间接测量量和各直接测量量之间的函数关系，再按照他们之间的函数关系进行微分计算，以解决误差的合成与分配问题。

设某间接测量量：y＝f(x

其中，y为间接测量值；x

多元函数的增量可用函数的全微分来表示，因此上式的函数增值dy为

若已知各直接测量值的系统误差为Δx

其中，Δy为合成误差，

根据贸易交接能量计算公式分析，影响贸易交接能量的参数因素主要有：贸易交接的LNG体积V

设贸易交接的LNG体积测量误差为ΔV

因此只考虑甲烷测量误差

因此对LNG到港交接量计算公式中各影响因素误差进行迭代，由函数的系统误差传递公式得到LNG到港贸易交接计量误差如下：

其中，ΔV

附图说明

图1为LNG到港贸易交接流程。

图2为不同组分对返舱气热值的影响。

图3为各船到港交接值、计量误差及计量误差率。

具体实施方式

下面结合附图具体操作方式对本发明作进一步详细地说明，下述参照附图对本发明操作方式的说明旨在对本发明的总体构思进行解释。

根据系统误差传递以及贸易量计算公式，若考虑返舱气所有组分，则误差的偏微分计算十分复杂，因此分析不同组分条件下对返舱气压缩因子及单位热值的影响：

由于返舱气组分中甲烷含量基本在99％左右，图3计算了甲烷组分在91～100％之间的返舱气压缩因子以及单位热值，发现返舱气甲烷含量在98％-100％之间，单位热值变化波动范围不大。

根据文献以及接收站现场到港贸易交接情况调研，返舱气一般使用100％的甲烷。取返舱气组分为100％甲烷进行计算，热值为37.707MJ/m

因此，在贸易量计量误差计算中，忽略返舱气组分测量误差。

由理论损耗的计算理论，以某次船卸船数据为例，并根据LNG接收站内运行报表到港LNG组分、卸船前后船舱内的液位高度、气相空间温度及压力等数据，取船舱液位测量误差2mm，返舱气温度测量误差0.2℃，返舱气压力测量误差0.2kpa，发动机流量测量准确度0.75％，在线色谱仪测量准确度0.05％，计算出了各船到港交接值、计量误差及计量误差率：