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 肖遥 马文君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、 产品验收及工程工程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标准的条文， 制造方保证提供符合本技术协

2、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、技术效劳、工程效劳、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，对于不一致处原那么上应以对甲方有利的规格为准。2、标准标准供货

3、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标准外， 还应提供在本工程中所采用的标准和 标准的清单，并应保证其版本为最新版本包括修正版。GB 3836-2000爆炸性气体环境用电气设备GB 50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准GB 50093-2002自动化仪表工程施工及验收标准HG-20505 2000过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号SH 3063-1999石油化工可燃气体和有毒气体监测报警设计标准EEMUA No.138在线分析仪系统的设计和安装IEC 60079爆炸性气体环境用电气设备IEC 60529外壳防护等级IP

4、代码IEC 60297机械结构盘、箱尺寸IEC/CENELEC危险区域电缆外壳和安装规程NFPA No.496电气设备的外壳吹扫ISA S 12.4用以降低危险区域等级的仪表吹扫ISA S75.04爆炸和危险环境下的法二控制阀的连接尺寸NPT锥管螺纹，通用型ASME/ANSI B16.5管法兰和法兰连接件ASME/ANSI B31.3工艺配管ASME Vffl平安阀校准程序BS 5308仪表电缆SH/T3082-2003石油化工仪表供电设计标准SH/T3081-2003石油化工仪表接地设计标准NFPA NO.70美国国家电气规程NECIEC79用于爆炸性气体环境中的电气设备IEC61779可燃

5、气体检测仪IEC60364设备平安间隔IEC61000电磁兼容性ISA PR 12.1危险环境中的电动仪表API RP 555工艺分析仪表GB/T13610-2000?天然气的组成分析 气相色谱法?GB/T13609-1999?天然气取样导那么?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?ISO 6976-1995?Natural gas-Calculatio n of calorific values, den sity,relative den sity and Wobbe in dex from composition?ISO 10723-1995?N

6、atural gas Performance evaluation for on-line analytical systems?GB/T17747.1-1999?天然气压缩因子的计算 第1局部：导论和指南?GB/T17747.2-1999?天然气压缩因子计算 第2局部：用摩尔组成进行计算 ?GB/T17747.3-1999?天然气压缩因子计算 第3局部：用物性值进行计算?GB/T18603-2001JJG 700-1999SY/T 0025-95GB 3836.1-2000GB 3836.2-2000GB 4028GB/T 15464-1995ZBY 002ZBY 003A.G.A No.1

7、0?Speed of Sound in Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Gases?天然气计量系统技术要求?气相色谱仪检定规程?石油设施电气装置场所分类?第2局部：隔爆型“ d?爆炸性环境用防爆电气设备 第1局部：通用要求?爆炸性气体环境用电气设备?外壳防护等级的分类?仪器仪表包装通用技术条件?仪器仪表包装技术条件?仪器仪表运输、运输贮存根本环境条件及试验方法?其它未列出的与本产品有关的标准和标准，供货商有义务主动向业主和设计 提供。所有标准和标准均应为工程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

8、局部，包括取样及样气处理局部，小屋主体局部及小屋配套设施局部。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 术效劳。4、现场环境及条件自然条件气温日极限最高气温378C日极限最低气温-336C气压平均气压724.7mbar降雨量平均降雨量38.8mm32mm日最大降雨量湿度平均相对湿度34%日照平均日照时数3078.3h平均日照百分率70%冻土及积雪取大冻土深度为1.80m最大积雪厚度为5cm工艺条件：尺然气组成检验纠果组分障尔分数+ %组分糜尔分数.%0.01丙烷0.17範气0.00显丁烷0.04000正丁烷0.04賦气061异戊烷0.01二紙化概0.05正戊烷0.01

9、甲烷98.46c*+0.02乙烷0.58气相色谱注标准代号GB7T 136W-2003检脸用仗器气相色谱仪设备编号TYYI027 CUS10733023)仪器型号Agilent? 890 A检验FI期2021 年 07 H 24 H氏然气物性计算结果商位发热址37.24 MJ/mJ低位发热址33.55 MJ/m1密度0P676 kg/m1相对密度0r5643计竹冇法組成计鈴法栩准代号GH/T 1 10b 芬 199J4夭然气组威枪骑结果除缶分鞍，障尔分敵，氮气0.03丙烷0.20氢f0.00异1'烷0.050.00正】就0.05氮弋L64并戊烷0.02二氣化碳0.04正戊烷0.02甲烷

10、<v0.06乙烷03檢脸方法代相色曙法标准代廿GB/T 13610-2003检验用仪器代相色睹仪设笛箱廿TYYI027 (US10733023 5仪普型号Agilent? 90 A检骚H朋2021 年 07 M 2M H尺热气物性计算结果37.07 MJ/mJ33.41 MJ/mJ密度0F6R9 J kg/m1相对密麼0,5721VI外方氷栩准代号GH/T 11062-1 5JK天然气組成检验结果靡尔甘融，%席尔分%氧气0.08内烷0.47电气0.00异丁烷03飙r0.00正丁烷0.13氮r4.290.D5二氧化碳0,010.05甲烷92.320J3乙烷2.J4检验万法气相色谱法标章代兮

11、GBr 13610-2003检验用仪器设珞編号TYY1027 t US 10733023 )仅器型号Agi1cnt7N<J0A检验FI期2021 年 07 月 24 Fl大然气物性计算结果36.91 MJ/mJ低位发热量33.29 MJ/raJ密度(1,7192 kg/m3相对密度O,5»7(计徐方法爼哦汁舁法杯准代号GB/T 1 1062198天然气纽成检骗结果组分嘩尔分数 %组分境尔分数%気气0.06R烷1.470.02异丁烷0J7讯气0.00正丁烷0.39總气4.R0异戊烷03:魚化碳0.04正戊烷03T烷87.430,08乙烷S. 16检齡方法气相色谱法标准代号GBrr

12、 13610-2003检验用仪器T相色谱仪设备编号TYYIO27 (US 10733023 5仗酷型号Agilent7K90A俺验鬥期2021 年 0730 Fl天然气物性计篇结果38.49 MKm334 78 MJ/m1密度0,756 kg/ms柏对密度0,630?计谆方法组成计算法标凄代号GH/1 L1062-lS5、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置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

13、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局部：包括取样及样气处理局部， 小屋主体局部及小屋配套设施局部 取样及样气处理局部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局部的设 计、结构、安装等条件，取样及样气处理局部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。对取样及样气处理局部的最低要求如下：取样及样气处理系统应由采样探头、取样管线、样品预处理三局部组成。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 局部进行过滤处理，处理后的样品进入分析仪进行分析。取样及样气处理局部的材料、结构必须能够承

14、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、取样及样气处理局部应设计合理。通常情况下，取样及样气处理局部应设快 速回路，尽量以最小的滞后，把气体样品送入分析仪表中。2、取样及样气处理局部使用的材料要求：与天然气接触的所有外表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，

15、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方装平安阀。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10C，取样管路的伴热和保温应由供方负责，假设采用电伴热方式，应提出伴热设备对用电的负荷要求。7

16、、取样及样气处理局部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平安、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卩,)以保证样气的 质量；同时精细过滤不能将天然气

17、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、取样及样气处理局部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。小屋主体局部结构说明：小屋外形尺寸均为2500(L)2000(W)X2700(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

18、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 二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基座上、上下层中间 填充隔热石棉材料。基座：主框架为12#曹钢/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

19、 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 x 2000mm，外开型，带有平安可视窗(500mmx500mm)，带阻尼限位闭门器和平安逃生锁，有外锁机构。前门的材质和保温与四周墙的材质和保温相同。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平安系统 小屋配套设施防爆接线箱防爆电源接线箱小屋外220VAC UPS1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

20、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套分析小屋报警平安系统说明：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。当可燃气体浓度到达

21、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

22、支管管径为无缝1/4 OD Tube316SS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、投用均由供方承当。包括仪表及小屋内所有设备安装、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适宜的气体作为载气， 载气的纯度为：99.995%,并且天然气中

23、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响，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平安要求，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 购置的气体作为载气。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

24、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标准进行工厂试验，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标准进行测试,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：静态测试数量检查包括附件；外观检验包括漆面质量、外表光洁度等检验；尺寸检测；标牌标识是否完整、清晰；防爆等级或本质平安设备的认证