天然气在线色谱分析系统技术要求

1、在线分析仪表系统技术要求编 制 ：肖 遥审 核 ：马文君批 准 ：天然气开发公司维护管理中心二零一五年十一月1、概述1.1本技术文件适用于青海油田天然气开发公司在线天然气色谱分析小屋采购。本技术文件满足对天然气在线分析仪小屋在系统设计、配置结构、制造、性能、系统集成、安装和调试等方面提出的技术要求，同时对供货范围、工作范围、产品验收及工程项目实施等方面做出了约定。保证所提供的成套在线分析小屋应完全满足技术规格书提出的技术要求和环境条件，并保证成套在线分析小屋的完整性及设计的合理性。1.2本技术文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，制造方保

2、证提供符合本技术协议和最新工业标准的优质产品。所有材料、制造工艺均符合国际、国家、企业标准以及满足技术参数要求。1.3制造方所供气相色谱分析小屋具有同类装置中十年以上成功使用的经验，并且能够提供艾默生过程控制有限公司对生产分析小屋的授权。1.4制造方对所提供的气相色谱分析小屋的制造质量、供货、技术规格、文件图纸资料、技术服务、工程服务、包装运输、开箱检验、安装指导、现场测试、设备运行等各个环节负有完全责任。1.5制造方对所提供的气相色谱分析小屋的各项技术规格与技术要求的一致性负责；如有不一致处，制造方在偏差表中列出偏差，由甲方确认。如没有列出偏差，对于不一致处原则上应以对甲方有利的规格为准。2

3、、标准规范供货商在分析系统的设计、制造和安装施工，有关技术文件和图纸，除应参照通用技术规格书中列出的标准和规范外，还应提供在本工程中所采用的标准和规范的清单，并应保证其版本为最新版本（包括修正版）。u GB 3836-2000 爆炸性气体环境用电气设备u GB 50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范u GB 50093-2002 自动化仪表工程施工及验收规范u HG-205052000 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号u SH 3063-1999 石油化工可燃气体和有毒气体监测报警设计规范u EEMUA No.138 在线分析仪系统的设计和安装u IEC 60079 爆炸性

4、气体环境用电气设备u IEC 60529 外壳防护等级(IP代码)u IEC 60297 机械结构盘、箱尺寸u IEC/CENELEC 危险区域电缆外壳和安装规程u NFPA No.496 电气设备的外壳吹扫u ISA S 12.4 用以降低危险区域等级的仪表吹扫u ISA S75.04 爆炸和危险环境下的法兰控制阀的连接尺寸u ASME/ANSI B1.20.1 NPT锥管螺纹，通用型u ASME/ANSI B16.5 管法兰和法兰连接件u ASME/ANSI B31.3 工艺配管u ASME 安全阀校准程序u BS 5308 仪表电缆u SH/T3082-2003 石油化工仪表供电设计规范

5、u SH/T3081-2003 石油化工仪表接地设计规范u NFPA NO.70 美国国家电气规程（NEC）u IEC79 用于爆炸性气体环境中的电气设备u IEC61779 可燃气体检测仪u IEC60364 设备安全间隔u IEC61000 电磁兼容性u ISA PR 12.1 危险环境中的电动仪表u API RP 555 工艺分析仪表u GB/T13610-2000 天然气的组成分析 气相色谱法u GB/T13609-1999 天然气取样导则u GB/T11062-1998 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法u ISO 6976-1995 Natural gas-Calcu

6、lation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from compositionu ISO 10723-1995 Natural gas Performance evaluation for on-line analytical systemsu GB/T17747.1-1999 天然气压缩因子的计算 第1部分：导论和指南u GB/T17747.2-1999 天然气压缩因子计算 第2部分：用摩尔组成进行计算u GB/T17747.3-1999 天然气压缩因子计算 第3部分：用物性值进行计算u A.G.A

7、 No.10 Speed of Sound in Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Gasesu GB/T18603-2001 天然气计量系统技术要求u JJG 700-1999 气相色谱仪检定规程u SY/T 0025-95 石油设施电气装置场所分类u GB 3836.1-2000 爆炸性环境用防爆电气设备 第1 部分：通用要求u GB 3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第2 部分：隔爆型“d”u GB 4028 外壳防护等级的分类u GB/T 15464-1995 仪器仪表包装通用技术条件u ZBY 002 仪器仪表运输、运

8、输贮存基本环境条件及试验方法u ZBY 003 仪器仪表包装技术条件其它未列出的与本产品有关的规范和标准，供货商有义务主动向业主和设计提供。所有规范和标准均应为项目采购期时的有效版本。3、供货范围此次在线天然气色谱分析小屋是在线天然气色谱分析系统的集成部分，包括取样及样气处理部分，小屋主体部分及小屋配套设施部分。供方成套提供以上设备，并负责现场安装、调试，提供与其相关的附件及技术服务。4、现场环境及条件自然条件气温日极限最高气温 37.8日极限最低气温 -33.6气压平均气压 724.7mbar降雨量平均降雨量 38.8mm日最大降雨量 32mm湿度平均相对湿度 34%日照平均日照时数 307

9、8.3h平均日照百分率 70%冻土及积雪最大冻土深度为 1.80m最大积雪厚度为 5cm工艺条件：5、设计与制造供货商提供的在线色谱分析小屋保证能够与甲方购买的在线气相色谱分析仪配合使用，保证在线气相色谱分析仪正常运行，满足技术参数要求和现场应用要求。制造方对在线气相色谱分析小屋系统工艺条件的输入、计算结果、选型、制造的正确性负责，并确保所供在线气相色谱分析小屋适合于甲方现场的环境条件。在线天然气色谱分析小屋主要包括以下三部分：包括取样及样气处理部分，小屋主体部分及小屋配套设施部分取样及样气处理部分天然气组分和物理性质的测定很大程度上取决于取样及样气处理部分的设计、结构、安装等条件，取样及样气

10、处理部分提供的天然气样品是否具有代表性，将直接影响在线天然气气相色谱分析仪的工作质量和检测结果。对取样及样气处理部分的最低要求如下：取样及样气处理系统应由采样探头、取样管线、样品预处理三部分组成。样品由采样探头将样品由工艺管路中取出，经减压后由取样管线传输至样品预处理部分进行过滤处理，处理后的样品进入分析仪进行分析。取样及样气处理部分的材料、结构必须能够承受取样处的压力、温度、流速冲击和腐蚀，而不改变气体的化学性质，不应引起组份和含量的变化。1、取样及样气处理部分应设计合理。通常情况下，取样及样气处理部分应设快速回路，尽量以最小的滞后，把气体样品送入分析仪表中。2、取样及样气处理部分使用的材料

11、要求：与天然气接触的所有表面一般应选用不锈钢材料，所采用的不锈钢材料即不应影响天然气的组分和物性，且不受天然气的影响。密封圈（垫）的材料除应满足压力、温度等条件外，亦应满足其与天然气接触既不会影响天然气的组分和物性且不受天然气的影响的条件。3、为保证样气的质量以及分析仪表和其它辅助设备的使用效果，取样探头应能插入管道直径的1/2或1/3处，且不易被堵塞，带根部截止阀。4、前置减压阀应安装在采样点附近不锈钢箱体内，对于高压样品在根部进行减压并降温，安装截止阀、减压阀，带有压力指示，并安装一级过滤器，过滤装置能滤除样品中的微量液体杂质。该过滤装置应能承受管道气体的压力、温度、流速和腐蚀性对于特殊地

12、方装安全阀。5、取样管路应能方便地与输气管道连接，当需要取压阀连接或法兰连接时，供方应提供相应的连接件和紧固件，并提供详细的安装方式和图纸。6、为了防止在减压后的取样管路中有液体形成，应对这些取样管路进行加热及保温，取样管路的加热温度应至少高于凝析温度10，取样管路的伴热和保温应由供方负责，若采用电伴热方式，应提出伴热设备对用电的负荷要求。7、取样及样气处理部分应设置压力控制和过压保护装置，以保证样气压力的相对稳定。同时，应保证分析仪表和设备的安全、正常工作。样品天然气的排放应符合相关标准的规定。8、供货商应根据分析对象的压力、温度、流量及所含杂质选择合理的预处理系统，对采集的样气进行除尘、除

13、水和压力、流量控制，以满足分析仪表对样气的技术要求。该系统中所选用的设备应在材料、结构等方面能够适应样气的压力、温度范围，并耐腐蚀，而且不改变气体的化学性质。9、应根据分析对象的特点设置气体过滤装置和过滤方式，以除去样气中所含的杂质。应设置粗过滤和精细过滤两级过滤装置(过滤精度：0.5)，以保证样气的质量；同时精细过滤不能将天然气中的重组份给过滤掉了，影响分析结果。10、如果系统中有电气设备，其防爆等级不应低于Class 1,Div 1,Group C,D,T3，防护等级不应低于IP54。11、取样及样气处理部分应固定在相应的安装基座上，且易于安装。管阀件及过滤器等应采用Swagelok或同等

14、质量的产品，流量计应采用Blooks或同等质量的产品。正常运行时，系统的所有设备及管路不得有泄漏。小屋主体部分结构说明：小屋外形尺寸均为2500(L)×2000(W)×2700(H)mm，小屋内安装色谱分析仪及其处理系统。小屋为型钢焊接框架式结构，双层墙夹层设计。机械强度应满足起吊、拖动、运输及支撑墙面安装设备的要求，结构负载能力为500Kg/m2，屋顶最小承受力为250 Kg/m2。内外墙及屋顶由P型钢板拼装铆接而成。外墙、内墙和房顶采用不少于1.5mm厚碳钢喷塑板。墙厚不少于70mm，内外墙及屋顶和房顶之间充填不少于60mm厚阻燃型保温材料。分析小屋底座为双层钢板焊接于

15、基座上、上下层中间填充隔热石棉材料。基座：主框架为12#槽钢副框架为3#槽钢焊接。基座高100mm，周边设置固定孔。地板：6mm厚花纹钢板。分析小屋屋顶设计带有一定斜度的斜坡及排雨槽，中间填充隔热保温材料。为方便小屋的吊运，小屋屋顶带有起重用的吊耳。小屋外部有接线箱及各种手动开关,安装位置顶部有向外延伸不少于500mm的防雨檐，起挡雨和遮阳作用。小屋密闭、防雨、防尘、隔热。小屋内部设有气瓶固定支架和气瓶护栏。分析小屋有一个门，尺寸为1000mm×2000mm，外开型，带有安全可视窗（500mm×500mm），带阻尼限位闭门器和安全逃生锁，有外锁机构。前门的材质和保温与四周墙

16、的材质和保温相同。门的边缘镶有氯丁橡胶密封条。一套分析小屋有小屋一座，公用工程系统及分析小屋报警安全系统。小屋配套设施防爆接线箱防爆电源接线箱(小屋外)(220VAC UPS)1个防爆数字信号接线箱(小屋外)(报警接线箱)1个以上接线箱留有20%备用端子防爆电源开关 防爆日光灯供电开关(小屋内)1个防爆照明开关（屋外）1个防爆风机开关（屋外）1个防爆电源箱 防爆电源箱(小屋内)1个防爆控制箱防爆控制箱(小屋内)1个西门子PLC1个照明防爆荧光灯（2*40W）电源：220V 50HZ防爆：Exd II CT4安装于分析仪小屋内1套安装于分析小屋外遮沿下1套防爆通风风扇 1套防爆冷暖空调 1套分析

17、小屋报警安全系统说明：可燃气体检测变送器 1套防爆报警系统设计一控制箱，箱内装有一套可编程控制器（PLC），由可燃气体变送器检测出报警信号，通过可编程控制器组成报警联锁系统，向仪表控制室DCS系统提供公共报警信号，同时在报警系统控制箱盘面上提供以下可视报警以及在分析小屋内外提供就地声、光报警。防爆报警系统控制箱门上设计3个按钮，分别用于测试、确认和报警复位。当可燃气体浓度达到报警点时，红色灯闪光，并且电笛发出较长的声音，同时自动启动通风设备并切断气源并送出一路触点开关信号至控制室。报警故障发生时需要人工根据情况来复位。室外手动风扇开关在任何时间可以强制启动风扇。分析小屋外靠近主门的屋顶安装1个

18、红色闪光灯以及1个可触发的电笛。小屋电器配线：供电线：阻燃型铜芯绝缘电线 公用电源线：4.0mm2 仪表电源线：4.0mm2接地线：接地支线：铜芯绝缘电线1.52.5mm2 地干线：多股通信绝缘电线425mm2敷设方式：电缆采用电缆桥架，不用导管。小屋分析系统配管：样品管线：1/4” 不锈钢管（316）载气系统：1/4”不锈钢管（316），加球阀尾气放空总管：1/2” 镀锌钢管,各支管管径为无缝1/4”OD Tube(316SS)样品排放返回工艺管线总管为1/2” 镀锌钢管，敷设方式：采用电缆桥架及软管方式敷设系统集成系统设计、采购、 组装、集成 、调试、投用均由供方承担。包括仪表及小屋内所有

19、设备安装、配管、配线、连接；仪表气路管线全部为不锈钢管(316 ANSI标准 )；所用阀门和接头均采用不锈钢产品（316SS）；屋外与用户连接的气路管线接头均配有附带法兰或接头件；所有信号电缆均采用屏蔽电缆。载气和标准气为保证色谱仪准确可靠的工作，对天然气样品的载气和标准气要求如下：1、根据用户提出的气质特性和色谱仪的工作特性选择合适的气体作为载气，载气的纯度为：99.995%，并且天然气中不能含有载气，以保证载气不与样气组分和色谱柱的填充剂组份发生化学反应，同时不被色谱柱的固定相溶解或吸附。2、根据用户提出的气质特性及安全要求，应采用惰性气体作为载气。供货商应出具以往在天然气管道工程中采用惰

20、性气体作为载气的实践经验证明。3、供方提供的载气应是标准气体，其纯度和稳定性应能满足色谱仪的工作要求。供货时应至少提供2瓶载气（附带两个减压阀）。4、在满足气相色谱分析仪技术要求的前提下，应优先选用价格适宜、易于购买的气体作为载气。5、载气的流速不宜过快或过慢，供方提供载气的流量控制、压力调节和稳定等措施的配套设备，以保证载气的稳定性，从而保证色谱仪的分析精度。6、供货商应指明气相色谱分析仪的一个分析周期所消耗的载气量，以及一瓶载气所能使用的时间。7、所配的标气要与现场组份相接近，标准气所有组分必须处于均匀的气态，标准气浓度最低不能低于0.1%。对于样品气中摩尔分数不大于5%的组分，标准气中相

21、应组分的摩尔分数应不大于10%，也不低于样品中相应组分浓度的一半。对于摩尔分数大于5%的组分，标准气中相应组分的摩尔分数应不低于样品中相应组分浓度的一半，也不大于该组分浓度的两倍。8、标准气体应为有证标气。供货时应至少提供2瓶标准气体（附带两个减压阀），并注明每一瓶标气中各组分的摩尔组成和所能使用的时间。同时应向买方提供标气的技术规格和分析结果证书。6、检验和测试6.1 工厂验收试验所有在线气相色谱分析仪在出厂前应根据有关规范进行工厂试验，以证明所提供的在线气相色谱分析仪在各方面均能完全符合买方的要求。在线气相色谱分析仪应依据相应的工业标准或其它的管理规范进行测试, 所依据的检定规程、标准应征得买方的同意。供货商应向买方提供每台在线气相色谱分析仪的出厂测试报告及质量检验报告，应是具有签署和日期的正式报告。供方必须对所供在线气相色谱分析仪进行100%的试验和检验，其内容至少应包括： 静态测试 l 数量检查（包括附件）；l 外观检验（包括漆面质量、表面光洁度等检验）；l 尺寸检测；l 标牌标识是否完整、清晰；l 防爆等级或本质安全设备的认证证书；l 紧固件等是否有松动现象；l 连接件形式、尺寸是否符合标准；l 电源及接线是否满足要求；l 是否遵从焊接规范和标准；l 材质是否与供货商提供的证明相符（内部件，外壳、连接件等）。 动态测试l 准确度测试；l 重复性试验；l 绝缘性