王躍坤(大慶油田采氣分公司輸氣大隊(duì)化驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

水露點(diǎn)是天然氣性質(zhì)中一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)，在現(xiàn)階段制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)天然氣的水露點(diǎn)做出了嚴(yán)格的規(guī)定，并制定出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)規(guī)范水露點(diǎn)的測(cè)試分析。水露點(diǎn)的測(cè)試分析對(duì)于天然氣工程發(fā)展尤為重要。拿天然氣的輸送工程來(lái)說(shuō)，水露點(diǎn)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(diǎn)過(guò)高，這時(shí)候管道內(nèi)的液態(tài)水就會(huì)聚集在管道內(nèi)，從而降低了管道的輸送效率，積水堵塞嚴(yán)重的情況下，積水會(huì)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(jìn)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(diǎn)性質(zhì)的不同。一般來(lái)說(shuō)，天然氣組分中摻雜的其他氣體越多，工程受到水露點(diǎn)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(shí)，水露點(diǎn)的高低不單單反饋出輸送的效率，從另一個(gè)角度，酸性化合物發(fā)生凝析作用時(shí)，直接生成了帶有腐蝕性的酸性液體，因此天然氣水露點(diǎn)的高低程度也直接顯示出了天然氣對(duì)管道的腐蝕程度，總的來(lái)說(shuō)，在實(shí)際的施工過(guò)程中，做好天然氣的水露點(diǎn)測(cè)定對(duì)進(jìn)行科學(xué)研究保證工程安全等多個(gè)方面都有重要意義。

1 水露點(diǎn)測(cè)試分析儀簡(jiǎn)介

目前來(lái)說(shuō)，流行在行業(yè)內(nèi)的水露點(diǎn)分析儀種類有很多，沒一種分析儀都有其也有的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)，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(diǎn)，分析水露點(diǎn)測(cè)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(diǎn)分析儀

便攜式露點(diǎn)分析儀最大的特點(diǎn)就是該儀器的在測(cè)定分析方法有所不同；它采用的是冷卻鏡面凝析濕度計(jì)發(fā)，當(dāng)天然氣的管道當(dāng)天流動(dòng)通過(guò)鏡面時(shí)，通過(guò)人為操作控制溫度的升高或降低，存在的溫度差就會(huì)被溫度測(cè)量裝置記錄下來(lái)，讀取冷卻鏡面上的水凝性析出物的消失和出現(xiàn)時(shí)的臨界溫度，就可以檢測(cè)出天然氣中水露點(diǎn)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(jìn)行測(cè)定的過(guò)程中，探頭會(huì)對(duì)天然氣中的水分進(jìn)行電解分離，通過(guò)測(cè)定電解過(guò)程中使用的電流大小，來(lái)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(jiǎn)單，它是由兩個(gè)金屬線呈螺旋狀的纏繞在一個(gè)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(jìn)行填充，在進(jìn)行分析測(cè)定時(shí)，對(duì)儀器的電極施加一個(gè)較為恒定的電壓，黨天然氣流經(jīng)金屬探頭時(shí)，水分就會(huì)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(guò)的電流大小與樣品中含有的水分含量程正比，根據(jù)測(cè)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(diǎn)的高低。

2 天然氣水露點(diǎn)測(cè)試及數(shù)據(jù)分析

2.1 數(shù)據(jù)分析的差異

進(jìn)行天然氣水露點(diǎn)的測(cè)試需要大量的數(shù)據(jù)支撐，拿我國(guó)西氣東輸工程來(lái)說(shuō)，工程中進(jìn)氣水分含量較高，在不同的階段，分別將便攜式露點(diǎn)分析儀和便攜式水分分析儀投入使用。在數(shù)據(jù)測(cè)定和數(shù)據(jù)對(duì)比中，發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)儀器得出來(lái)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(duì)某個(gè)站點(diǎn)試試了二次測(cè)定。水露點(diǎn)的測(cè)試過(guò)程分為了兩個(gè)階段。在第一階段的數(shù)據(jù)測(cè)試中，我們發(fā)現(xiàn)儀器之間的差異都比較大，第二階段測(cè)量前進(jìn)行儀器和測(cè)量點(diǎn)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(jìn)行天然氣的測(cè)定分析中，某一個(gè)站點(diǎn)可能存在水露點(diǎn)值出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。而且水露點(diǎn)的高低收溫度的影響較大，所以在一天之間，不同時(shí)段的水露點(diǎn)值會(huì)存在較為明顯的差異，這就告訴我們?cè)谶M(jìn)行水露點(diǎn)的測(cè)試分析時(shí)，要嚴(yán)格控制溫度條件，減少溫度對(duì)分析結(jié)果的影響，一般來(lái)說(shuō)，采用兩種分析儀進(jìn)行工作時(shí)，溫度是最大溫差不應(yīng)該超過(guò)3℃。

2.2 測(cè)試原理的差異

前文已經(jīng)提到兩種測(cè)試分析儀器采用的測(cè)試原理不同，便攜式露點(diǎn)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(diǎn)，而便攜式水分分析儀才用的是對(duì)天然氣的水分進(jìn)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(diǎn)。分析測(cè)試原理的不同意味著測(cè)試分析中的過(guò)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(duì)天然氣的水露點(diǎn)的存在較大的影響，黨天然氣的水露點(diǎn)值高于環(huán)境溫度或者低于環(huán)節(jié)溫度時(shí)，在天然氣進(jìn)入到水露點(diǎn)測(cè)試分析儀器時(shí)就會(huì)有一部分水凝析出來(lái)，使得實(shí)際得到的露點(diǎn)分析結(jié)果和真實(shí)結(jié)果有一定的偏差，當(dāng)有水分析出時(shí)，得到的水露點(diǎn)值要比實(shí)際的結(jié)果低。使用帶有恒溫裝置的水露點(diǎn)分析儀就會(huì)很大程度上避免溫度帶來(lái)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(huì)影響水露點(diǎn)分析結(jié)果的穩(wěn)定性以及準(zhǔn)確性，大多數(shù)的水露點(diǎn)分析器，都會(huì)裝有固體過(guò)濾器和乙二醇過(guò)濾器，來(lái)減少天然氣雜志對(duì)輸送的影響。天然氣組分氣體的含量會(huì)影響到一定的測(cè)量結(jié)果。不同的儀器對(duì)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(cè)試前需要檢查測(cè)量?jī)x器中過(guò)濾芯片是否完好無(wú)損，以防止在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，乙二醇的含量對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生不利影響。對(duì)于便攜式露點(diǎn)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(cè)量結(jié)果工作更為困難。

2.5 人為因素的影響

水露點(diǎn)測(cè)量?jī)x器的自動(dòng)程度決定受到人為因素影響的大小。如果采取的水露點(diǎn)分析儀自動(dòng)化程度高，操作連續(xù)簡(jiǎn)便，對(duì)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(diǎn)測(cè)試分析儀需要人為操作，在操作過(guò)程中，難免為出現(xiàn)測(cè)試誤差，并且測(cè)試結(jié)果和人為觀察結(jié)果之間也存在一定的差異，都會(huì)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(diǎn)測(cè)試儀的注意事項(xiàng)

3.1 便攜式水露點(diǎn)分析儀測(cè)量的過(guò)程中注意的事項(xiàng)

3.1.1 控制氣體的流速

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

3.1.2 控制冷卻的速度

在進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，冷卻的速度對(duì)于測(cè)試的結(jié)果來(lái)說(shuō)，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(cè)試數(shù)據(jù)的過(guò)程中，數(shù)據(jù)的結(jié)果存在相對(duì)較大的差異，通過(guò)對(duì)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(guò)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(guò)分析發(fā)現(xiàn)，液氮量含量相對(duì)較多，銅棒插入保溫桶的深度相對(duì)較深，并沒有在合理的深度之內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，鏡面溫度在冷卻的過(guò)程中降溫速度較快，無(wú)法有效地觀察露珠在形成時(shí)的溫度，導(dǎo)致結(jié)果存在較大的差異，過(guò)程存在明顯的缺陷。因此，在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，必須要減少保溫桶液氮的含量，在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，控制深度，使鏡面溫度在合理的范圍內(nèi)下降，經(jīng)過(guò)有效的調(diào)整以后，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中所得到的結(jié)果與四川天然氣研究院測(cè)試的結(jié)果相近。

3.2 在線水露點(diǎn)分析儀測(cè)試注意事項(xiàng)

3.2.1 消除減壓影響進(jìn)入

在線水露點(diǎn)分析儀的樣氣壓力為137.89～344.74 kPa，干線壓力則高達(dá)10MPa，減壓過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)較大溫降，天然氣中水分也會(huì)隨著溫度進(jìn)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(guò)這樣的方式來(lái)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(diǎn)分析儀器的安裝過(guò)程中，整個(gè)裝置帶有加熱的減壓器，同時(shí)取樣管道也安裝了伴熱的裝置，能夠有效地避免因?yàn)闇p壓造成水分析出的一系列問題，有利于保證在分析的過(guò)程中，結(jié)果精度的準(zhǔn)確性。

3.2.2 設(shè)置旁通管道

在線水露點(diǎn)分析儀必須在安置的過(guò)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(guò)程中的反應(yīng)時(shí)間，保證樣氣的流通，整個(gè)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生死氣，同時(shí)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(shí)地從管道內(nèi)排出，這樣一來(lái)可以減少對(duì)于分析結(jié)果的影響，有利于提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)于最后結(jié)果的分析具有十分重要的促進(jìn)作用。

3.2.3 定期維護(hù)分析儀

在線水露點(diǎn)分析儀使用手冊(cè)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(shí)際情況存在較為不符的情況，實(shí)際運(yùn)行過(guò)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(cè)說(shuō)明出入較大，因此，在實(shí)際進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中，不能完全的根據(jù)工作手冊(cè)的說(shuō)明進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)在線水露點(diǎn)分析儀實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行定期維護(hù)和更換零部件。2月16日輪南站在線水露點(diǎn)分析儀進(jìn)行標(biāo)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(lái)有效的說(shuō)明定期維護(hù)對(duì)于保證在線水露點(diǎn)分析儀準(zhǔn)確運(yùn)行具有重要意義。為今后的工作，提供了很強(qiáng)的指導(dǎo)作用，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有效的定期維護(hù)與分析，只有通過(guò)這樣的方式，才能更好地促進(jìn)相關(guān)工作的開展。

4 結(jié)語(yǔ)

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(diǎn)測(cè)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(jìn)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(diǎn)分析儀的技術(shù)革新，對(duì)推動(dòng)整個(gè)天然氣行業(yè)都有重要意義?，F(xiàn)階段存在的水露點(diǎn)測(cè)試分析儀，在天然氣含量測(cè)量中表現(xiàn)出其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，但是在使用過(guò)程中，通過(guò)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(diǎn)測(cè)試分析儀，受環(huán)境介質(zhì)的影響較大，對(duì)人為操作的要求較高，儀器本身的自動(dòng)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(zhǔn)確性。隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，我們相信水露點(diǎn)測(cè)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。