一种lng长距离输送漏冷在线监测系统及方法
技术领域
1.本发明涉及液化天然气技术领域，特别是关于一种lng长距离输送漏冷在线监测系统及方法。
背景技术：2.目前，lng液态输送管道多见于lng接收站天然气液化装置、城市调峰装置和lng运输船上，中国尚无采用长距离管道输送大量lng的实例。开展lng液态长距离输送工程建设也存在由于lng低温导致的一系列工程问题，其中，亟待解决的关键技术问题之一便是“由于lng为低温液体，管道沿线漏热将加热管道内的lng使其中一部分lng气化，进而使管道内形成气液两相流动，不仅增大沿线阻力，而且还会产生气体段塞流动现象，严重影响管道的输送能力及运行安全”。由于lng长距离输送，管道漏冷的发生极难第一时间精准预测，导致管道后半程以气液两相流输送，不仅降低管道的输送效率，同时由于气相增加管道沿线运行压力，导致管道沿线压力及输量均与计划下载量出现匹配偏差，严重影响管道运营计划。
技术实现要素：3.针对上述lng在长距离输送过程中存在的漏冷易形成气液两相流的工艺问题，本发明的目的是提供一种lng长距离输送漏冷在线监测系统及方法，能够在lng长距离输送过程中对低温管道状态进行实时监测，以确保管道安全运行。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一方面，提供一种lng长距离输送漏冷在线监测方法，包括：
5.实时监测进入输送管道的液化天然气流体的温度数据；
6.设定起始点，对起始点的温度数据进行二分区间，并连续选取若干二分区间的温度数据进行逐差，确定差值平均值；
7.根据确定的差值平均值和预先设定的可接受允许误差，判定输送管道的该管道位置是否发生漏冷，若没有发生漏冷，则继续下一管线的判定，实现lng长距离输送漏冷在线监测。
8.优选地，所述实时监测进入输送管道的液化天然气流体的温度数据，包括：
9.在输送管道内敷设耐低温测温光纤，耐低温测温光纤实时获取流体的温度数据，并将温度数据同步反馈至管道数据采集中心。
10.优选地，所述设定起始点，对起始点的温度数据进行二分区间，包括：
11.耐低温测温光纤反馈至数据采集中心的温度数据建立有温度数据库，从温度数据库调入温度数据，并将该温度数据对应的管道位置作为起始点，对温度数据进行二分区间。
12.优选地，所述根据确定的差值平均值和预先设定的可接受允许误差，判定输送管道的该管道位置是否发生漏冷，若没有发生漏冷，则继续下一管线的判定，实现lng长距离输送漏冷在线监测，包括：
13.设定可接受允许误差
△
t；
14.将确定的差值平均值θ与设定的可接受允许误差
△
t进行对比，若差值平均值θ未超过设定的可接受允许误差
△
t，则输送管道没有发生漏冷事故，继续管下一段管线判定；若差值平均值θ超过设定的可接受允许误差
△
t，则该管道位置发生漏冷，将该管道位置进行标定。
15.另一方面，提供一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，所述监测系统用于实现上述lng长距离输送漏冷在线监测方法，该监测系统包括lng低温输送管、隔热支撑和耐低温测温光纤；
16.所述lng低温输送管是由内层套管的外部套设外层防腐隔热管构成；所述内层套管与所述外层防腐隔热管之间形成管道环形空间，所述管道环形空间通过真空泵实现真空环境；
17.位于所述lng低温输送管的中部，所述管道环形空间内设置有所述隔热支撑；
18.所述内层套管的外壁敷设有用于实时获取所述lng低温输送管沿线温度的所述耐低温测温光纤。
19.优选地，所述隔热支撑采用低热传导性材料制成。
20.优选地，所述隔热支撑采用pur材料制成。
21.优选地，所述隔热支撑上设置有若干通孔，所述通孔呈阵列式分布。
22.优选地，所述内层套管采用耐低温不锈钢材料制成。
23.优选地，所述内层套管采用9％镍钢材制成。
24.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
25.1、本发明在lng长距离输送过程中，通过对低温输送管道的状态进行实时监测，精确测定输送管道是否存在漏冷，能够第一时间发现输送管道的漏冷并反馈至管道运营方，避免输送管道后半程以气液两相流的方式输送，提高输送管道的输送效率。
26.2、本发明为lng长距离输送的可实施性提供技术方案，为lng长距离输送稳定运行提供技术保障，确保lng以过冷态纯液相在输送管道中经济可靠的输送，能够精确地测定输送管道是否存在漏冷以及判定漏冷的位置。
27.综上所述，本发明可以广泛应用于液化天然气技术领域中。
附图说明
28.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
29.图1是本发明一实施例提供的在线监测方法的流程示意图；
30.图2是本发明一实施例提供的在线监测系统的结构示意图；
31.图3是本发明一实施例提供的在线监测系统中隔热支撑的结构示意图。
具体实施方式
32.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发
明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
33.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
34.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
35.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
36.基于实际工艺流程，沿管道输送方向，虽设置有隔热措施，但是由于流体输送过程中的摩擦和微量换热，管道内流体的温度呈逐步升高趋势，基于该实际情况，本发明配合低温输送系统提出一种lng长距离输送漏冷在线监测系统及方法，能够在lng长距离输送过程中对低温输送管道的状态进行实时监测，第一时间发现输送管道是否存在漏冷并反馈管道运营方，以确保输送管道的安全运行。
37.实施例1
38.如图1所示，本实施例提供一种lng长距离输送漏冷在线监测方法，包括以下步骤：
39.1)液化天然气进入输送管道，实时监测输送管道内液化天然气流体的温度数据并将温度数据同步反馈至管道数据采集中心。
40.具体地，在输送管道内敷设耐低温(-160℃)测温光纤，耐低温测温光纤实时获取流体的温度数据，并将温度数据同步反馈至管道数据采集中心。
41.2)将反馈的温度数据点所在的管道位置作为起始点，对温度数据进行二分(差分)区间。
42.具体地，耐低温测温光纤反馈至数据采集中心的温度数据建立有温度数据库，从温度数据库调入温度数据，并将该温度数据对应的管道位置作为起始点，对温度数据进行二分(差分)区间。
43.3)连续选取若干组二分区间的温度数据进行逐差，并确定差值平均值θ。
44.具体地，可以连续选取至少五组二分区间后的温度数据进行计算，通过多组平均弱化采集数据波动带来的误差。
45.4)根据确定的差值平均值θ和预先设定的可接受允许误差
△
t，判定输送管道的该管道位置是否发生漏冷，若没有发生漏冷，则继续下一管线的判定，实现lng长距离输送
漏冷在线监测，具体为：
46.4.1)设定可接受允许误差
△
t。
47.4.2)将确定的差值平均值θ与设定的可接受允许误差
△
t进行对比，若差值平均值θ未超过设定的可接受允许误差
△
t，则表明输送管道保冷状况良好，没有发生漏冷事故，继续下一管线的判定；若差值平均值θ超过设定的可接受允许误差
△
t，则表明该管道位置发生漏冷，同时将该管道位置进行标定并反馈至管道运营方。
48.使用时，通过本发明提供的监测方法可以精确地测定管道是否存在漏冷及漏冷位置的判定。
49.实施例2
50.如图2、图3所示，本实施例提供一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，该监测系统用于实现上述实施例1中的lng长距离输送漏冷在线监测方法，该监测系统包括lng低温输送管1、隔热支撑2和耐低温测温光纤3，其中，lng低温输送管1包括内层套管11和外层防腐隔热管12。
51.内层套管11的外部套设外层防腐隔热管12构成lng低温输送管1，内层套管11用于承受lng输送介质4，外层防腐隔热管12用于保护管道避免受外力破坏和防腐。内层套管11与外层防腐隔热管12之间形成管道环形空间13，该管道环形空间13通过真空泵实现真空环境。
52.位于lng低温输送管1的中部，管道环形空间13内设置有隔热支撑2，内层套管11与外层防腐隔热管12通过隔热支撑2实现同心安装。
53.位于管道环形空间13内，内层套管11的外壁敷设有耐低温测温光纤3，耐低温测温光纤3用于实时获取lng低温输送管1沿线的温度。
54.上述实施例中，内层套管11采用耐低温不锈钢材料制成。优选地，内层套管11采用9％ni(镍)钢材制成。
55.上述实施例中，隔热支撑2采用低热传导性材料制成。优选地，隔热支撑2采用pur(聚氨酯)材料制成。
56.上述实施例中，隔热支撑2上设置有若干通孔21，通孔21呈阵列式分布。
57.使用时，lng输送介质4进入内层套管11后，在管道环形空间13的隔热保护以及隔热支撑2的支撑下，lng输送介质4以超低温液态形式沿内层套管11输送。在管道环形空间13内，贴合内层套管11的外壁敷设耐低温测温光纤3，耐低温测温光纤3将内层套管11沿线的温度数据实时反馈至管道数据采集中心。
58.通过采用本发明上述监测系统，可以更好地确保lng以过冷状态在管道中输送。
59.上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
技术特征：1.一种lng长距离输送漏冷在线监测方法，其特征在于，包括：实时监测进入输送管道的液化天然气流体的温度数据；设定起始点，对起始点的温度数据进行二分区间，并连续选取若干二分区间的温度数据进行逐差，确定差值平均值；根据确定的差值平均值和预先设定的可接受允许误差，判定输送管道的该管道位置是否发生漏冷，若没有发生漏冷，则继续下一管线的判定，实现lng长距离输送漏冷在线监测。2.如权利要求1所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测方法，其特征在于，所述实时监测进入输送管道的液化天然气流体的温度数据，包括：在输送管道内敷设耐低温测温光纤，耐低温测温光纤实时获取流体的温度数据，并将温度数据同步反馈至管道数据采集中心。3.如权利要求1所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测方法，其特征在于，所述设定起始点，对起始点的温度数据进行二分区间，包括：耐低温测温光纤反馈至数据采集中心的温度数据建立有温度数据库，从温度数据库调入温度数据，并将该温度数据对应的管道位置作为起始点，对温度数据进行二分区间。4.如权利要求1所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测方法，其特征在于，所述根据确定的差值平均值和预先设定的可接受允许误差，判定输送管道的该管道位置是否发生漏冷，若没有发生漏冷，则继续下一管线的判定，实现lng长距离输送漏冷在线监测，包括：设定可接受允许误差
△
t；将确定的差值平均值θ与设定的可接受允许误差
△
t进行对比，若差值平均值θ未超过设定的可接受允许误差
△
t，则输送管道没有发生漏冷事故，继续管下一段管线判定；若差值平均值θ超过设定的可接受允许误差
△
t，则该管道位置发生漏冷，将该管道位置进行标定。5.一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，其特征在于，所述监测系统用于实现如权利要求1至4任一项所述lng长距离输送漏冷在线监测方法，该监测系统包括lng低温输送管、隔热支撑和耐低温测温光纤；所述lng低温输送管是由内层套管的外部套设外层防腐隔热管构成；所述内层套管与所述外层防腐隔热管之间形成管道环形空间，所述管道环形空间通过真空泵实现真空环境；位于所述lng低温输送管的中部，所述管道环形空间内设置有所述隔热支撑；所述内层套管的外壁敷设有用于实时获取所述lng低温输送管沿线温度的所述耐低温测温光纤。6.如权利要求5所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，其特征在于，所述隔热支撑采用低热传导性材料制成。7.如权利要求6所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，其特征在于，所述隔热支撑采用pur材料制成。8.如权利要求5所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，其特征在于，所述隔热支撑上设置有若干通孔，所述通孔呈阵列式分布。9.如权利要求5所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，其特征在于，所述内层套管采用耐低温不锈钢材料制成。
10.如权利要求9所述的一种lng长距离输送漏冷在线监测系统，其特征在于，所述内层套管采用9％镍钢材制成。
技术总结本发明涉及一种LNG长距离输送漏冷在线监测系统及方法，其特征在于，包括：实时监测进入输送管道的液化天然气流体的温度数据；设定起始点，对起始点的温度数据进行二分区间，并连续选取若干二分区间的温度数据进行逐差，确定差值平均值；根据确定的差值平均值和预先设定的可接受允许误差，判定输送管道的该管道位置是否发生漏冷，若没有发生漏冷，则继续下一管线的判定，实现LNG长距离输送漏冷在线监测，本发明能够精确地测定输送管道是否存在漏冷以及判定漏冷的位置，可以广泛应用于液化天然气技术领域中。技术领域中。技术领域中。
技术研发人员：杨宏伟 刘方 付子航 冯亮 杨玉霞 黄洁馨 韩银杉 王亚群
受保护的技术使用者：中海石油气电集团有限责任公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/5
