楊 云

（浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司，浙江 杭州 310051）

前言

在天然氣計(jì)量，尤其是大型天然氣貿(mào)易計(jì)量工作中，天然氣氣相色譜分析儀器是必不可少的基本計(jì)量工具，這種儀器重點(diǎn)采取在線取樣分析的途徑，進(jìn)一步獲知天然氣的構(gòu)成、密度、壓縮因子等指標(biāo)數(shù)據(jù)，做好天然氣計(jì)量工作，對(duì)整個(gè)天然氣資源的應(yīng)用問題都有著極為關(guān)鍵的意義。

1 天然氣計(jì)量和色譜分析儀簡(jiǎn)述

天然氣計(jì)量是天然氣資源使用之前不可省略的步驟，必須在做好天然氣資源計(jì)量工作基礎(chǔ)上，才能更明確地計(jì)算出天然氣資源的損耗程度及相關(guān)收益，進(jìn)而展開資源經(jīng)濟(jì)性能分析。在天然氣行業(yè)內(nèi)，計(jì)量天然氣一般依靠?jī)煞N方式，即體積計(jì)量法、能量計(jì)量法，而氣相色譜分析儀是操作過程中使用最為頻繁的設(shè)備。色譜分析儀是對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析的重要儀器，該儀器是通過色譜分析法的應(yīng)用，對(duì)所研究物質(zhì)進(jìn)行物理、化學(xué)特性進(jìn)行研究。一般而言，色譜分析儀由采樣系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、流動(dòng)相控制系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng)組成。根據(jù)被檢測(cè)物質(zhì)本身形態(tài)上的差異，色譜分析儀又可以分成氣相色譜分析儀、液相色譜分析儀、凝膠色譜分析儀三類。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，色譜分析儀在化學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用極為廣泛，氣相色譜分析儀在天然氣的定性分析工作中發(fā)揮著尤為重要的作用。氣相色譜儀的原理主要是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異實(shí)現(xiàn)混合物的分離。待分析樣品在氣化室氣化后被惰性氣體帶入色譜柱內(nèi)，柱內(nèi)含有液體或固體固定相，樣品中各組分都傾向于在流動(dòng)相和固定相之間形成分配或吸附平衡。隨著載氣的流動(dòng)，樣品組分在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行反復(fù)多次的分配或吸附/解吸，在載氣中分配濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。

2 色譜分析儀在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

因?yàn)閲鴥?nèi)的天然氣行業(yè)萌芽較晚，色譜分析儀器的性能不夠先進(jìn)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)還處于不太成熟的狀態(tài)。結(jié)合操作實(shí)際看，在天然氣計(jì)量工作中，最終得到的數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)受各種要素的干擾，導(dǎo)致精確性不足。比如，在媒介的溫度壓力方面，天然氣作為特殊的氣體燃料，在使用時(shí)會(huì)直接受外界空氣中的溫度、壓力、密度等環(huán)境因素影響，進(jìn)而出現(xiàn)體積等方面的變化；而在利用色譜分析儀器進(jìn)行計(jì)量時(shí)，如果操作環(huán)境中的氣相條件無法達(dá)到基本的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致天然氣資源的計(jì)量工作受到不良影響。再者，色譜分析儀器本身也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件有一定要求，它要求天然氣計(jì)量時(shí)環(huán)境的溫度誤差不能大于0.1℃，一旦溫度誤差過大，則可能引起測(cè)量結(jié)果上的巨大誤差；如現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度超出合理范圍，則可能引發(fā)色譜分析儀器熱脹冷縮現(xiàn)象，測(cè)量結(jié)果自然難以保證?？陀^環(huán)境條件難以完全改變，工作人員只能采取科學(xué)的技術(shù)手段來盡量控制誤差，由此可見，色譜分析儀器的操作本身對(duì)技術(shù)人員的技術(shù)水平和綜合能力有著嚴(yán)格要求，技術(shù)人員需要熟練駕馭技術(shù)，并對(duì)天然氣測(cè)量的精度進(jìn)行準(zhǔn)確把握；而現(xiàn)實(shí)中，國內(nèi)天然氣計(jì)量領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的需求極大，現(xiàn)有人才處于相對(duì)匱乏的狀態(tài)。

3 完善色譜分析儀在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用手段分析

3.1 在天然氣計(jì)量過程中應(yīng)該不斷優(yōu)化天然氣計(jì)量?jī)x器

在社會(huì)快速發(fā)展背景下，國內(nèi)的天然氣行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了一定的進(jìn)步，科技水平在不斷提升，許多現(xiàn)代化的設(shè)備引入生產(chǎn)領(lǐng)域。為保證工作效率和質(zhì)量，工作人員必須增強(qiáng)對(duì)科技的掌握程度，熟練運(yùn)用各種先進(jìn)儀器；同時(shí)運(yùn)用相關(guān)技術(shù)，對(duì)天然氣計(jì)量?jī)x器進(jìn)行充分的運(yùn)用和持續(xù)的優(yōu)化創(chuàng)新，彌補(bǔ)計(jì)量?jī)x器固有的缺陷。在對(duì)色譜分析儀進(jìn)行使用時(shí)，必須進(jìn)行合理的技術(shù)運(yùn)用、設(shè)備優(yōu)化，并保證色譜分析測(cè)量?jī)x器在較短時(shí)間內(nèi)迅速完成自身問題檢測(cè)，盡量降低誤差。

3.2 加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員操作水平培訓(xùn)

員工的綜合素質(zhì)如何，是影響工作質(zhì)量的基礎(chǔ)要素之一，色譜分析儀器本身作為一種高精度的先進(jìn)天然氣測(cè)量?jī)x器，工作人員必須具有一定的技術(shù)水平才能對(duì)其進(jìn)行充分運(yùn)用；加上儀器在長(zhǎng)期的使用過程中會(huì)導(dǎo)致儀器本身受到一定的損傷，導(dǎo)致精準(zhǔn)度下降，技術(shù)操作人員需要掌握一定的故障檢測(cè)與機(jī)器維修技術(shù)。鑒于國內(nèi)許多設(shè)備操作人員本身素質(zhì)有限，天然氣企業(yè)需要對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，增強(qiáng)其能力。

3.3 借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)

國內(nèi)天然氣行業(yè)起步晚、發(fā)展不夠成熟是不爭(zhēng)的事實(shí)，因此在整個(gè)技術(shù)測(cè)量和精度分析方面都存在巨大的提升空間。為加快國內(nèi)天然氣計(jì)量方法的改善速度，相關(guān)單位應(yīng)該保持開放的態(tài)度，在現(xiàn)代化社會(huì)中不斷加強(qiáng)國際交流，積極借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，從而確保系統(tǒng)的完整性。

3.4 加強(qiáng)環(huán)境控制

從上文可知，外部環(huán)境控制是影響儀器能否正常工作的重要條件之一，為確保計(jì)量工作順利完成，工作人員需要對(duì)周圍環(huán)境中空氣溫度、壓力等加強(qiáng)控制，從而保證天然氣計(jì)量的統(tǒng)一化和規(guī)范化操作，避免環(huán)境對(duì)儀器設(shè)備造成干擾并引起誤差。

4 色譜分析儀的應(yīng)用

在天然氣輸氣管道中，色譜分析儀通常與流量計(jì)、溫度儀表、壓力儀表、流量計(jì)算機(jī)等組成計(jì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣流量和熱量的實(shí)時(shí)計(jì)量；流量計(jì)算機(jī)與流量計(jì)、色譜分析儀、壓力溫度變送器分別通過RS485協(xié)議和HART協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊。流量計(jì)算機(jī)與上位機(jī)（SCADA系統(tǒng)）采用RS232協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊。在色譜分析儀的長(zhǎng)期使用中，會(huì)因磨損等問題導(dǎo)致機(jī)器性能下降，因此國家明確提出必須對(duì)分析儀進(jìn)行定期檢測(cè)的要求，規(guī)定檢定周期為1年，每年檢定人員都要到現(xiàn)場(chǎng)檢查色譜的分離度、重復(fù)性、靈敏度、檢測(cè)限、線性、基線漂移等指標(biāo)，并用標(biāo)氣進(jìn)行檢定，以免出現(xiàn)設(shè)備故障。

結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)色譜分析儀在天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用問題的探討，具有現(xiàn)實(shí)意義。工作人員需要明確天然氣計(jì)量和色譜分析儀概念，同時(shí)了解色譜分析儀在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀，通過在天然氣計(jì)量過程中應(yīng)該不斷優(yōu)化天然氣計(jì)量?jī)x器、加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員操作水平培訓(xùn)、借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、加強(qiáng)環(huán)境控制等手段，完善色譜分析儀在天然氣計(jì)量中的應(yīng)用。