天然气 水露点的测定 冷却镜面凝析湿度计法 征求意见稿

GB/T17283-XXXX天然气水露点的测定冷却镜面凝析湿度计法警告：使用本文件可能涉及带来危险的材料、操作过程和设备。本文件并不意味指明了伴随标准使用所带来的所有安全问题。本文件的使用者有责任建立合适的安全和健康措施并在使用之前明确应用上的限制或法规上的限制。本文件规定了采用冷却镜面凝析湿度计测定天然气水露点的方法，包括目测和自动检测两种方法。本文件适用于天然气及类似气体的水露点测定，露点仪包括在线式和便携式两种仪器，测定范围取决于仪器的配置和采用的制冷方式，一般测定范围为-40℃~10℃,在制冷剂或环境条件允许情况下，测定范围也可能更宽。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB∕T13609天然气取样导则GB/T22634天然气水含量与水露点之间的换算3术语与定义下列术语和定义适用于本文件。3.1水露点waterdewpoint在规定压力下，高于此温度时无冷凝水出现。3.2水含量watercontent以质量浓度表示的气体中总含水量。3.3露点湿度计Dewpointhygrometer使用冷凝法目测或自动测量水露点的湿度计。3.42GB/T17283-XXXX目测露点湿度计Visualdew-pointhygrometer由测量者观察并记录其冷凝表面是否有水蒸气凝析的露点湿度计。3.5自动露点湿度计Automaticdewpointhygrometer由光学系统自动记录其冷凝表面是否有水蒸气凝析的露点湿度计。4原理用于水露点测定的湿度计通常带有一个镜面(一般为金属镜面)，当样品气流经该镜面时，其温度可以人为或自动降低并且可准确测量。镜面温度被冷却至有凝析物产生时，可观察或检测到镜面上开始结露。低于此温度时，凝析物会随时间延长逐渐增加；高于此温度时，凝析物则减少直至消失，此时的镜面温度即为通过仪器的被测气体的露点。根据确定湿度计镜面上存在冷凝水的不同方式，天然气水露点测量有目测法和自动检测法之分。采用GB/T22634规定的方法，通过测试压力下气体相对应的水露点可计算气体中的水含量。5仪器设备、试剂和材料5.1目测冷凝法5.1.1仪器设备5.1.1.1镜面及相应部件通常在一个样品气通过的测定室内，在高压下，此测定室应具有相应的机械强度和密封性。推荐使用容易拆下的镜子，便于清洗。5.1.1.2目测露点湿度计需经过检定或校准。5.1.1.3压力测量器具，量程0MPa~12MPa，测量压力相对误差在±1.5%以内。5.1.1.4大气压测量器具，量程80kPa~106kPa，允许误差±0.2kPa。5.1.1.5天然气流量测量器具，其测量（显示）上限为所用湿度计说明书中规定的流量值，但不低于4L/min。5.1.1.6环境温度、取样点测试气体温度测量器具，量程-20.0℃~+50.0℃,允许误差±1.0℃。5.1.2试剂和材料5.1.2.1冷却湿度计镜面的制冷方式包括：热电（帕尔贴）效应、绝热膨胀法（压缩空气、压缩氮气等）、致冷剂间接致冷（二氧化碳和液氮）等。5.1.2.2秒表。5.1.2.3酒精：体积分数不低于95.0%的乙醇。5.1.2.4医用脱脂棉或拭布。5.1.2.5机械杂质过滤器。5.1.2.6醇过滤器。3GB/T17283-XXXX5.2自动冷凝法5.2.1仪器设备5.2.1.1镜面及相应部件通常在一个样品气通过的测定室内，在高压下，此测定室应具有相应的机械强度和密封性。5.1.1.2自动露点湿度计投运前需经过检定或校准，使用过程中需定期比对核查。5.2.1.3压力测量器具，量程0MPa～12MPa，测量腔中测试气体的表压相对误差在±1.5%以内。5.2.1.4流量计（指示器其测量上限能确保所用湿度计说明书中规定的流量值。5.2.1.5环境温度、取样点天然气温度测量器具，量程-20.0℃~+50.0℃,允许误差±1.0℃。5.2.1.6带内加热或外加热的防爆型气体减压器，用于将测试气体的压力降低到测量压力。5.2.2试剂和材料5.2.2.1酒精：体积分数不低于95.0%的乙醇。5.2.2.2医用脱脂棉或拭布。5.2.2.3机械杂质过滤器。6取样6.1按照GB/T13609进行取样，将待测天然气样品通过取样管线从取样点引入湿度计测量腔。如有必要，需对从取样点到分析仪器之间的取样系统进行加热和/或保温处理。6.2取样管线应尽可能短，其尺寸应在测定过程中产生的压降可忽略；除镜面外，仪器其余部分和取样管线的温度应高于测试气体的水露点。7.1目测冷凝法7.1.1测量准备7.1.1.1如有必要，应按照湿度计说明书的规定，用浸有酒精或其他溶剂的棉球或拭布轻轻擦拭湿度计镜面，以免损坏其表面，然后用干棉球或拭布擦拭，直至清除所有污迹和流痕。7.1.1.2连接湿度计测量系统各部件，将样品气从气源引入湿度计入口，在湿度计出口处接一流量计，样品气排放口应远离测试点。7.1.1.3关闭湿度计入口阀和出口阀后，微开取样装置(气源)的截止阀，将被测天然气输入取样管线。微开湿度计入口阀。将湿度计测量腔压力设为与取样点压力相等，关闭取样装置截止阀。检查取样管线和湿度计测量腔气密性，5分钟内压降应不超过原始压力的2%。7.1.1.4如果发现测量系统有泄漏时，应通过涂抹检漏液等方式确定泄漏部位，并对泄漏点进行处理。7.1.1.5湿度计测量腔的初始压力通常等于被测天然气取样点的压力，如需在低于被测天然气取样点的压力下测量水露点，则湿度计测量腔的初始压力应通过减压器设置为露点湿度计的测量压力。7.1.1.6完全打开取样装置的截止阀和湿度计入口阀。调节湿度计出口阀，将测试气体流量设定为约2L/min，吹扫取样管线和测量腔不少于10分钟。4GB/T17283-XXXX7.1.2测量7.1.2.1调节湿度计出口阀，将测试气体流量设定为(0.5~2)L/min。7.1.2.2按照湿度计说明书规定的方法冷却湿度计镜面，自动设置或手动调节湿度计镜面的冷却速度。一般镜面冷却速度不宜超过5℃/min。当在镜面上刚开始出现冷凝水时，记录水蒸汽凝结温度，即为结露温7.1.2.4在继续用测试气体吹扫湿度计测量腔的同时，加热镜面（或镜面自动升温记录冷凝水刚好完全蒸发时的温度，即为消露温度t2。7.1.2.5按式（1）计算水露点温度tв,式中：t1——水蒸气结露时的温度，℃;t2——水凝析物消露时的温度，℃。7.1.2.6将湿度计镜面加热或自动升温到环境温度。7.1.2.7如有必要，关闭取样装置的截止阀，并打开湿度计出口阀以释放测量系统压力，按照7.1.1.1清洁湿度计镜面。清洁镜面后，根据7.1.1.3检查气密性。测量系统有泄漏时应按7.1.1.4进行处理。参照7.1.1.5和7.1.1.6的要求，用测试气体吹扫湿度计测量腔。并按7.1.2.1设置测试气体的流量。7.1.2.8重新开始测定时，以不超过5℃/min的速度冷却镜面，使其温度超过7.1.2.5中确定的测试气体的大致水露点温度不小于4℃。7.1.2.9继续以不超过1℃/min的速度冷却镜面，观察并记录水蒸气开始凝结的温度t1，℃;7.1.2.10在继续用测试气体吹扫湿度计测量腔的同时，停止冷却湿度计镜面，并测定冷凝水蒸发的温度t2，℃。t1和t2之间的温差不得超过2.0℃。7.1.2.11按式（1）计算tв1，℃;7.1.2.12重复7.1.2.6至7.1.2.10进行第二次测定，并按式（1）计算第二次测定的结果tв2，℃。7.2自动冷凝法7.2.1在线湿度计7.2.1.1测量准备7.2.1.1.1根据在线湿度计使用说明书的要求，进行现场安装取样系统和湿度计，取样系统应符合GB/T13609的相关要求，从取样探头到分析仪器之间的取样系统应进行加热和/或保温处理。7.2.1.1.2如需在低于测试气体采样点压力下测定水露点时，在气体进入湿度计前的管线上安装减压器（见5.2.1.6的要求借助减压器设定测量压力，并对减压系统进行加热和保温处理7.2.1.2按照仪器说明书开机、预热，通入样品气，等待仪器稳定。7.2.1.3测量GB/T17283-XXXX7.2.1.3.1仪器稳定后，调节测定室压力（如需要开始测定样品气的水露点，可从湿度计显示屏上就地读取露点值，也可从主机终端读取或下载测试结果。当从主机终端记录测试结果时，记录时间为湿度计的测定周期。7.2.2便携式湿度计7.2.2.1测量准备根据湿度计使用说明书和7.1.1的要求进行测量准备。7.2.2.2测量按照湿度计使用说明书和7.1.2条的要求进行测量。8.测量结果的处理8.1目测冷凝法8.1.1水露点测量结果为在重复条件下获得的两个连续测量值的算术平均值，将7.1.2.11和7.1.2.12的两次测定结果按式（2）计算最终的水露点温度t。式中：t——两次结果的平均值，℃;tB1——第一次测定的水露点，℃;tB2——第二次测定的水露点，℃。如果连续两次测定结果的差值超过重复性限，需再次测定水露点，直到连续两次测定结果的差值满足重复性限要求，并取连续两次测定结果的算术平均值作为水露点测定值。8.1.2水露点测定结果的有效位数保留至小数点后1位，按照XX.X℃给出，同时记录测试压力。8.2自动冷凝法8.2.1便携式湿度计测量结果的处理按照8.1.1中式（2）进行计算，其中tB1和tB2分别为露点仪两次自动显示的水露点值。8.2.2在线湿度计由于是实时测定水露点，其测定结果为一个测定周期内单次分析的结果，直接为单次测定完毕后，湿度计显示值，其有效位数按照仪器设定要求给出，一般保留到小数点后1位，同时需记录测定室的压力。8.3水露点和水含量的换算按照GB/T22634规定的方法将测试压力下气体的水露点换算成水含量，一般保留到小数点后1位，按照XX.Xmg/m3给出。也可通过GB/T22634规定的方法将测试压力下气体的水露点换算到其他压力下的水露点。9准确度在-40℃至10℃的测量范围，当使用自动湿度计时，水露点测量的准确度一般为±1℃,超出该范围，其6GB/T17283-XXXX准确度将降低。使用目测湿度计时，测量的准确度则取决于气体中烃含量，在多数情况下，可以获得±2℃的准确度。当对水露点测定结果存在争议时，以目测冷凝法作为仲裁的试验方法。10精密度由同一操作人员使用同一仪器，对同一气样重复测定水露点结果，如果连续两次测定结果的差值超过表1规定的重复性限，应视为可疑。对同一气样由不同人员或不同仪器测定的水露点