天然氣水露點測試儀的應(yīng)用

王躍坤(大慶油田采氣分公司輸氣大隊化驗室，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

水露點是天然氣性質(zhì)中一個重要的技術(shù)指標，在現(xiàn)階段制定的國家標準中，對天然氣的水露點做出了嚴格的規(guī)定，并制定出國家標準，來規(guī)范水露點的測試分析。水露點的測試分析對于天然氣工程發(fā)展尤為重要。拿天然氣的輸送工程來說，水露點的高低直接反應(yīng)出天然氣管道中的水分發(fā)生凝析作用的臨界條件，如果儀器上顯示管道內(nèi)水露點過高，這時候管道內(nèi)的液態(tài)水就會聚集在管道內(nèi)，從而降低了管道的輸送效率，積水堵塞嚴重的情況下，積水會和管道內(nèi)的其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化物，，在館內(nèi)進行大量的堆積，發(fā)生堵塞。天然氣中的氣體成分的不同影響了水露點性質(zhì)的不同。一般來說，天然氣組分中摻雜的其他氣體越多，工程受到水露點的影響就越大。天然氣中包含著硫化氫和二氧化碳等酸性物質(zhì)時，水露點的高低不單單反饋出輸送的效率，從另一個角度，酸性化合物發(fā)生凝析作用時，直接生成了帶有腐蝕性的酸性液體，因此天然氣水露點的高低程度也直接顯示出了天然氣對管道的腐蝕程度，總的來說，在實際的施工過程中，做好天然氣的水露點測定對進行科學(xué)研究保證工程安全等多個方面都有重要意義。

1 水露點測試分析儀簡介

目前來說，流行在行業(yè)內(nèi)的水露點分析儀種類有很多，沒一種分析儀都有其也有的長處和優(yōu)勢，本部分以現(xiàn)行使用的兩種最為廣泛的分析儀為出發(fā)點，分析水露點測試分析儀基本設(shè)備設(shè)施和設(shè)備原理。

1.1 便攜式露點分析儀

便攜式露點分析儀最大的特點就是該儀器的在測定分析方法有所不同；它采用的是冷卻鏡面凝析濕度計發(fā)，當天然氣的管道當天流動通過鏡面時，通過人為操作控制溫度的升高或降低，存在的溫度差就會被溫度測量裝置記錄下來，讀取冷卻鏡面上的水凝性析出物的消失和出現(xiàn)時的臨界溫度，就可以檢測出天然氣中水露點的高低。

1.2 便攜水分分析儀

便攜式水分分析儀采用的化工電解的方法。儀器的前端裝有電子探頭，在進行測定的過程中，探頭會對天然氣中的水分進行電解分離，通過測定電解過程中使用的電流大小，來間接的獲得天然氣的水分含量。分析儀的探頭構(gòu)造較為簡單，它是由兩個金屬線呈螺旋狀的纏繞在一個絕緣芯上，在線與線之間用一層較為均勻，且厚度小的P2O5電解涂層進行填充，在進行分析測定時，對儀器的電極施加一個較為恒定的電壓，黨天然氣流經(jīng)金屬探頭時，水分就會被線與線之間的電解涂層吸收，發(fā)生電離，分解出氧和氫。法拉第定律中明確指出，通過的電流大小與樣品中含有的水分含量程正比，根據(jù)測繪電解電流的大小，得出了天然氣中的水分含量的多少，得出水分含量之后，再根據(jù)壓力和水分含量的相互關(guān)系，遇到出天然氣水露點的高低。

2 天然氣水露點測試及數(shù)據(jù)分析

2.1 數(shù)據(jù)分析的差異

進行天然氣水露點的測試需要大量的數(shù)據(jù)支撐，拿我國西氣東輸工程來說，工程中進氣水分含量較高，在不同的階段，分別將便攜式露點分析儀和便攜式水分分析儀投入使用。在數(shù)據(jù)測定和數(shù)據(jù)對比中，發(fā)現(xiàn)兩臺儀器得出來的數(shù)據(jù)結(jié)果存在著一定的誤差，為消除數(shù)據(jù)差異的存在，對某個站點試試了二次測定。水露點的測試過程分為了兩個階段。在第一階段的數(shù)據(jù)測試中，我們發(fā)現(xiàn)儀器之間的差異都比較大，第二階段測量前進行儀器和測量點的調(diào)整，第二階段的數(shù)據(jù)成果顯示的差異較小，這表明在進行天然氣的測定分析中，某一個站點可能存在水露點值出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。而且水露點的高低收溫度的影響較大，所以在一天之間，不同時段的水露點值會存在較為明顯的差異，這就告訴我們在進行水露點的測試分析時，要嚴格控制溫度條件，減少溫度對分析結(jié)果的影響，一般來說，采用兩種分析儀進行工作時，溫度是最大溫差不應(yīng)該超過3℃。

2.2 測試原理的差異

前文已經(jīng)提到兩種測試分析儀器采用的測試原理不同，便攜式露點分析儀是利用冷卻鏡面上的物質(zhì)變化直接得出了天然氣的水露點，而便攜式水分分析儀才用的是對天然氣的水分進行電解分離，在根據(jù)壓力與水分的相關(guān)關(guān)系間接的得出天然氣的水露點。分析測試原理的不同意味著測試分析中的過程不同，自然存在著理論差異。

2.3 環(huán)境溫度控制

環(huán)境溫度對天然氣的水露點的存在較大的影響，黨天然氣的水露點值高于環(huán)境溫度或者低于環(huán)節(jié)溫度時，在天然氣進入到水露點測試分析儀器時就會有一部分水凝析出來，使得實際得到的露點分析結(jié)果和真實結(jié)果有一定的偏差，當有水分析出時，得到的水露點值要比實際的結(jié)果低。使用帶有恒溫裝置的水露點分析儀就會很大程度上避免溫度帶來的不良影響。

2.4 天然氣的氣質(zhì)差異

天然氣中成分含有不同的氣體組成部分，這些氣體煮飯，共同構(gòu)成了天然氣氣質(zhì)會影響水露點分析結(jié)果的穩(wěn)定性以及準確性，大多數(shù)的水露點分析器，都會裝有固體過濾器和乙二醇過濾器，來減少天然氣雜志對輸送的影響。天然氣組分氣體的含量會影響到一定的測量結(jié)果。不同的儀器對氣體組分的選擇不同，便攜式水路店分析以數(shù)一二寸的影響較大，所以在每次測試前需要檢查測量儀器中過濾芯片是否完好無損，以防止在實際檢測過程中，乙二醇的含量對分析結(jié)果產(chǎn)生不利影響。對于便攜式露點分析液，要防止雜質(zhì)化合物，以及烴類化合物，在冷卻鏡面的堆積，化合物在冷卻鏡面的堆積，使得顯示測量結(jié)果工作更為困難。

2.5 人為因素的影響

水露點測量儀器的自動程度決定受到人為因素影響的大小。如果采取的水露點分析儀自動化程度高，操作連續(xù)簡便，對人為操作的難度要求較低，自然受到人為影響因素的程度就較小。本文中介紹的便攜式水露點測試分析儀需要人為操作，在操作過程中，難免為出現(xiàn)測試誤差，并且測試結(jié)果和人為觀察結(jié)果之間也存在一定的差異，都會因人為因素的影響而使得結(jié)果有所不同。

3 天然氣水露點測試儀的注意事項

3.1 便攜式水露點分析儀測量的過程中注意的事項

3.1.1 控制氣體的流速

在進行觀察與測試的過程中，必須要加強對于氣體流速的控制，如果氣體的流速速度超標會影響鏡面溫度的下降，露珠在形成的過程中會出現(xiàn)問題，對于后續(xù)的觀察造成不利的影響，因此，要對氣體的流速進行有效的控制，調(diào)整便攜式水露點分析的放空速度，使天然氣緩慢地通過冷卻鏡面。

3.1.2 控制冷卻的速度

在進行測試的過程中，冷卻的速度對于測試的結(jié)果來說，具有十分重要的作用，2006年2月15日倫南站于四川天然氣研究院分析測試數(shù)據(jù)的過程中，數(shù)據(jù)的結(jié)果存在相對較大的差異，通過對于結(jié)果的深入的研究與分析，排除了關(guān)于氣質(zhì)，溫度與環(huán)境，過濾器以及其他因素的影響，減少了關(guān)于外部環(huán)境的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)，液氮量含量相對較多，銅棒插入保溫桶的深度相對較深，并沒有在合理的深度之內(nèi)進行測量，鏡面溫度在冷卻的過程中降溫速度較快，無法有效地觀察露珠在形成時的溫度，導(dǎo)致結(jié)果存在較大的差異，過程存在明顯的缺陷。因此，在進行實際測量的過程中，必須要減少保溫桶液氮的含量，在標準的范圍內(nèi)進行測量，控制深度，使鏡面溫度在合理的范圍內(nèi)下降，經(jīng)過有效的調(diào)整以后，在實驗的過程中所得到的結(jié)果與四川天然氣研究院測試的結(jié)果相近。

3.2 在線水露點分析儀測試注意事項

3.2.1 消除減壓影響進入

在線水露點分析儀的樣氣壓力為137.89～344.74 kPa，干線壓力則高達10MPa，減壓過程中必然會出現(xiàn)較大溫降，天然氣中水分也會隨著溫度進行一定的下降，因此樣氣減壓處必須安裝保溫與伴熱的裝置，通過這樣的方式來防止水分析出而影響最終的分析結(jié)果的精確程度，輪南站在線水露點分析儀器的安裝過程中，整個裝置帶有加熱的減壓器，同時取樣管道也安裝了伴熱的裝置，能夠有效地避免因為減壓造成水分析出的一系列問題，有利于保證在分析的過程中，結(jié)果精度的準確性。

3.2.2 設(shè)置旁通管道

在線水露點分析儀必須在安置的過程中安裝相關(guān)的旁通管道，利用安裝盤通管道的方式，能夠有效地加快系統(tǒng)在響應(yīng)過程中的反應(yīng)時間，保證樣氣的流通，整個過程中不會產(chǎn)生死氣，同時在另一方面也有利于確保氧氣管道內(nèi)的積液以及雜質(zhì)能夠及時地從管道內(nèi)排出，這樣一來可以減少對于分析結(jié)果的影響，有利于提高分析結(jié)果的準確性，對于最后結(jié)果的分析具有十分重要的促進作用。

3.2.3 定期維護分析儀

在線水露點分析儀使用手冊中明確的規(guī)定水分發(fā)生器和千燥器壽命均為兩年，但是與實際情況存在較為不符的情況，實際運行過程中發(fā)現(xiàn)水分發(fā)生器只能使用半年，干燥器壽命為一年，與技術(shù)手冊說明出入較大，因此，在實際進行維護的過程中，不能完全的根據(jù)工作手冊的說明進行。應(yīng)根據(jù)在線水露點分析儀實際運行情況進行定期維護和更換零部件。2月16日輪南站在線水露點分析儀進行標定后，其分析結(jié)果與之前的結(jié)果存在很高的相似性，這樣一來有效的說明定期維護對于保證在線水露點分析儀準確運行具有重要意義。為今后的工作，提供了很強的指導(dǎo)作用，要根據(jù)實際情況進行有效的定期維護與分析，只有通過這樣的方式，才能更好地促進相關(guān)工作的開展。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，天然氣工程領(lǐng)域同樣面臨著技術(shù)的革新。水露點測試分析儀是天然氣行業(yè)領(lǐng)域中的基礎(chǔ)作業(yè)，它既是進行科研數(shù)據(jù)積累的重要途徑，也是保衛(wèi)工程安全的第一道防線，做好水露點分析儀的技術(shù)革新，對推動整個天然氣行業(yè)都有重要意義?，F(xiàn)階段存在的水露點測試分析儀，在天然氣含量測量中表現(xiàn)出其強大的優(yōu)勢，但是在使用過程中，通過海量的數(shù)據(jù)分析可以得出，現(xiàn)行投入廣泛使用的水露點測試分析儀，受環(huán)境介質(zhì)的影響較大，對人為操作的要求較高，儀器本身的自動化程度低，這些問題都直接影響到了工作的效率以及數(shù)據(jù)結(jié)果的準確性。隨著科學(xué)技術(shù)的日益進步，我們相信水露點測試儀也能取得更好的發(fā)展，助力天然氣工業(yè)的偉大崛起。