天然氣 水露點的測定 冷卻鏡面凝析濕度計法 征求意見稿

GB/T17283-XXXX天然氣水露點的測定冷卻鏡面凝析濕度計法警告：使用本文件可能涉及帶來危險的材料、操作過程和設備。本文件并不意味指明了伴隨標準使用所帶來的所有安全問題。本文件的使用者有責任建立合適的安全和健康措施并在使用之前明確應用上的限制或法規(guī)上的限制。本文件規(guī)定了采用冷卻鏡面凝析濕度計測定天然氣水露點的方法，包括目測和自動檢測兩種方法。本文件適用于天然氣及類似氣體的水露點測定，露點儀包括在線式和便攜式兩種儀器，測定范圍取決于儀器的配置和采用的制冷方式，一般測定范圍為-40℃~10℃,在制冷劑或環(huán)境條件允許情況下，測定范圍也可能更寬。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB∕T13609天然氣取樣導則GB/T22634天然氣水含量與水露點之間的換算3術(shù)語與定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1水露點waterdewpoint在規(guī)定壓力下，高于此溫度時無冷凝水出現(xiàn)。3.2水含量watercontent以質(zhì)量濃度表示的氣體中總含水量。3.3露點濕度計Dewpointhygrometer使用冷凝法目測或自動測量水露點的濕度計。3.42GB/T17283-XXXX目測露點濕度計Visualdew-pointhygrometer由測量者觀察并記錄其冷凝表面是否有水蒸氣凝析的露點濕度計。3.5自動露點濕度計Automaticdewpointhygrometer由光學系統(tǒng)自動記錄其冷凝表面是否有水蒸氣凝析的露點濕度計。4原理用于水露點測定的濕度計通常帶有一個鏡面(一般為金屬鏡面)，當樣品氣流經(jīng)該鏡面時，其溫度可以人為或自動降低并且可準確測量。鏡面溫度被冷卻至有凝析物產(chǎn)生時，可觀察或檢測到鏡面上開始結(jié)露。低于此溫度時，凝析物會隨時間延長逐漸增加；高于此溫度時，凝析物則減少直至消失，此時的鏡面溫度即為通過儀器的被測氣體的露點。根據(jù)確定濕度計鏡面上存在冷凝水的不同方式，天然氣水露點測量有目測法和自動檢測法之分。采用GB/T22634規(guī)定的方法，通過測試壓力下氣體相對應的水露點可計算氣體中的水含量。5儀器設備、試劑和材料5.1目測冷凝法5.1.1儀器設備5.1.1.1鏡面及相應部件通常在一個樣品氣通過的測定室內(nèi)，在高壓下，此測定室應具有相應的機械強度和密封性。推薦使用容易拆下的鏡子，便于清洗。5.1.1.2目測露點濕度計需經(jīng)過檢定或校準。5.1.1.3壓力測量器具，量程0MPa~12MPa，測量壓力相對誤差在±1.5%以內(nèi)。5.1.1.4大氣壓測量器具，量程80kPa~106kPa，允許誤差±0.2kPa。5.1.1.5天然氣流量測量器具，其測量（顯示）上限為所用濕度計說明書中規(guī)定的流量值，但不低于4L/min。5.1.1.6環(huán)境溫度、取樣點測試氣體溫度測量器具，量程-20.0℃~+50.0℃,允許誤差±1.0℃。5.1.2試劑和材料5.1.2.1冷卻濕度計鏡面的制冷方式包括：熱電（帕爾貼）效應、絕熱膨脹法（壓縮空氣、壓縮氮氣等）、致冷劑間接致冷（二氧化碳和液氮）等。5.1.2.2秒表。5.1.2.3酒精：體積分數(shù)不低于95.0%的乙醇。5.1.2.4醫(yī)用脫脂棉或拭布。5.1.2.5機械雜質(zhì)過濾器。5.1.2.6醇過濾器。3GB/T17283-XXXX5.2自動冷凝法5.2.1儀器設備5.2.1.1鏡面及相應部件通常在一個樣品氣通過的測定室內(nèi)，在高壓下，此測定室應具有相應的機械強度和密封性。5.1.1.2自動露點濕度計投運前需經(jīng)過檢定或校準，使用過程中需定期比對核查。5.2.1.3壓力測量器具，量程0MPa～12MPa，測量腔中測試氣體的表壓相對誤差在±1.5%以內(nèi)。5.2.1.4流量計（指示器其測量上限能確保所用濕度計說明書中規(guī)定的流量值。5.2.1.5環(huán)境溫度、取樣點天然氣溫度測量器具，量程-20.0℃~+50.0℃,允許誤差±1.0℃。5.2.1.6帶內(nèi)加熱或外加熱的防爆型氣體減壓器，用于將測試氣體的壓力降低到測量壓力。5.2.2試劑和材料5.2.2.1酒精：體積分數(shù)不低于95.0%的乙醇。5.2.2.2醫(yī)用脫脂棉或拭布。5.2.2.3機械雜質(zhì)過濾器。6取樣6.1按照GB/T13609進行取樣，將待測天然氣樣品通過取樣管線從取樣點引入濕度計測量腔。如有必要，需對從取樣點到分析儀器之間的取樣系統(tǒng)進行加熱和/或保溫處理。6.2取樣管線應盡可能短，其尺寸應在測定過程中產(chǎn)生的壓降可忽略；除鏡面外，儀器其余部分和取樣管線的溫度應高于測試氣體的水露點。7.1目測冷凝法7.1.1測量準備7.1.1.1如有必要，應按照濕度計說明書的規(guī)定，用浸有酒精或其他溶劑的棉球或拭布輕輕擦拭濕度計鏡面，以免損壞其表面，然后用干棉球或拭布擦拭，直至清除所有污跡和流痕。7.1.1.2連接濕度計測量系統(tǒng)各部件，將樣品氣從氣源引入濕度計入口，在濕度計出口處接一流量計，樣品氣排放口應遠離測試點。7.1.1.3關(guān)閉濕度計入口閥和出口閥后，微開取樣裝置(氣源)的截止閥，將被測天然氣輸入取樣管線。微開濕度計入口閥。將濕度計測量腔壓力設為與取樣點壓力相等，關(guān)閉取樣裝置截止閥。檢查取樣管線和濕度計測量腔氣密性，5分鐘內(nèi)壓降應不超過原始壓力的2%。7.1.1.4如果發(fā)現(xiàn)測量系統(tǒng)有泄漏時，應通過涂抹檢漏液等方式確定泄漏部位，并對泄漏點進行處理。7.1.1.5濕度計測量腔的初始壓力通常等于被測天然氣取樣點的壓力，如需在低于被測天然氣取樣點的壓力下測量水露點，則濕度計測量腔的初始壓力應通過減壓器設置為露點濕度計的測量壓力。7.1.1.6完全打開取樣裝置的截止閥和濕度計入口閥。調(diào)節(jié)濕度計出口閥，將測試氣體流量設定為約2L/min，吹掃取樣管線和測量腔不少于10分鐘。4GB/T17283-XXXX7.1.2測量7.1.2.1調(diào)節(jié)濕度計出口閥，將測試氣體流量設定為(0.5~2)L/min。7.1.2.2按照濕度計說明書規(guī)定的方法冷卻濕度計鏡面，自動設置或手動調(diào)節(jié)濕度計鏡面的冷卻速度。一般鏡面冷卻速度不宜超過5℃/min。當在鏡面上剛開始出現(xiàn)冷凝水時，記錄水蒸汽凝結(jié)溫度，即為結(jié)露溫7.1.2.4在繼續(xù)用測試氣體吹掃濕度計測量腔的同時，加熱鏡面（或鏡面自動升溫記錄冷凝水剛好完全蒸發(fā)時的溫度，即為消露溫度t2。7.1.2.5按式（1）計算水露點溫度tв,式中：t1——水蒸氣結(jié)露時的溫度，℃;t2——水凝析物消露時的溫度，℃。7.1.2.6將濕度計鏡面加熱或自動升溫到環(huán)境溫度。7.1.2.7如有必要，關(guān)閉取樣裝置的截止閥，并打開濕度計出口閥以釋放測量系統(tǒng)壓力，按照7.1.1.1清潔濕度計鏡面。清潔鏡面后，根據(jù)7.1.1.3檢查氣密性。測量系統(tǒng)有泄漏時應按7.1.1.4進行處理。參照7.1.1.5和7.1.1.6的要求，用測試氣體吹掃濕度計測量腔。并按7.1.2.1設置測試氣體的流量。7.1.2.8重新開始測定時，以不超過5℃/min的速度冷卻鏡面，使其溫度超過7.1.2.5中確定的測試氣體的大致水露點溫度不小于4℃。7.1.2.9繼續(xù)以不超過1℃/min的速度冷卻鏡面，觀察并記錄水蒸氣開始凝結(jié)的溫度t1，℃;7.1.2.10在繼續(xù)用測試氣體吹掃濕度計測量腔的同時，停止冷卻濕度計鏡面，并測定冷凝水蒸發(fā)的溫度t2，℃。t1和t2之間的溫差不得超過2.0℃。7.1.2.11按式（1）計算tв1，℃;7.1.2.12重復7.1.2.6至7.1.2.10進行第二次測定，并按式（1）計算第二次測定的結(jié)果tв2，℃。7.2自動冷凝法7.2.1在線濕度計7.2.1.1測量準備7.2.1.1.1根據(jù)在線濕度計使用說明書的要求，進行現(xiàn)場安裝取樣系統(tǒng)和濕度計，取樣系統(tǒng)應符合GB/T13609的相關(guān)要求，從取樣探頭到分析儀器之間的取樣系統(tǒng)應進行加熱和/或保溫處理。7.2.1.1.2如需在低于測試氣體采樣點壓力下測定水露點時，在氣體進入濕度計前的管線上安裝減壓器（見5.2.1.6的要求借助減壓器設定測量壓力，并對減壓系統(tǒng)進行加熱和保溫處理7.2.1.2按照儀器說明書開機、預熱，通入樣品氣，等待儀器穩(wěn)定。7.2.1.3測量GB/T17283-XXXX7.2.1.3.1儀器穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)測定室壓力（如需要開始測定樣品氣的水露點，可從濕度計顯示屏上就地讀取露點值，也可從主機終端讀取或下載測試結(jié)果。當從主機終端記錄測試結(jié)果時，記錄時間為濕度計的測定周期。7.2.2便攜式濕度計7.2.2.1測量準備根據(jù)濕度計使用說明書和7.1.1的要求進行測量準備。7.2.2.2測量按照濕度計使用說明書和7.1.2條的要求進行測量。8.測量結(jié)果的處理8.1目測冷凝法8.1.1水露點測量結(jié)果為在重復條件下獲得的兩個連續(xù)測量值的算術(shù)平均值，將7.1.2.11和7.1.2.12的兩次測定結(jié)果按式（2）計算最終的水露點溫度t。式中：t——兩次結(jié)果的平均值，℃;tB1——第一次測定的水露點，℃;tB2——第二次測定的水露點，℃。如果連續(xù)兩次測定結(jié)果的差值超過重復性限，需再次測定水露點，直到連續(xù)兩次測定結(jié)果的差值滿足重復性限要求，并取連續(xù)兩次測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為水露點測定值。8.1.2水露點測定結(jié)果的有效位數(shù)保留至小數(shù)點后1位，按照XX.X℃給出，同時記錄測試壓力。8.2自動冷凝法8.2.1便攜式濕度計測量結(jié)果的處理按照8.1.1中式（2）進行計算，其中tB1和tB2分別為露點儀兩次自動顯示的水露點值。8.2.2在線濕度計由于是實時測定水露點，其測定結(jié)果為一個測定周期內(nèi)單次分析的結(jié)果，直接為單次測定完畢后，濕度計顯示值，其有效位數(shù)按照儀器設定要求給出，一般保留到小數(shù)點后1位，同時需記錄測定室的壓力。8.3水露點和水含量的換算按照GB/T22634規(guī)定的方法將測試壓力下氣體的水露點換算成水含量，一般保留到小數(shù)點后1位，按照XX.Xmg/m3給出。也可通過GB/T22634規(guī)定的方法將測試壓力下氣體的水露點換算到其他壓力下的水露點。9準確度在-40℃至10℃的測量范圍，當使用自動濕度計時，水露點測量的準確度一般為±1℃,超出該范圍，其6GB/T17283-XXXX準確度將降低。使用目測濕度計時，測量的準確度則取決于氣體中烴含量，在多數(shù)情況下，可以獲得±2℃的準確度。當對水露點測定結(jié)果存在爭議時，以目測冷凝法作為仲裁的試驗方法。10精密度由同一操作人員使用同一儀器，對同一氣樣重復測定水露點結(jié)果，如果連續(xù)兩次測定結(jié)果的差值超過表1規(guī)定的重復性限，應視為可疑。對同一氣樣由不同人員或不同儀器測定的水露點