天然氣 水露點(diǎn)的測定 冷卻鏡面凝析濕度計法 編制說明

1本項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)修訂計劃來源于全國天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會文件國氣標(biāo)委[2023]3鏡面法是根據(jù)水露點(diǎn)的物理定義直接測定的方法，能夠測定工況條件下天然氣的水露規(guī)定的仲裁試驗(yàn)方法，在天然氣生產(chǎn)、輸送、儲運(yùn)和使用等過程中廣泛應(yīng)用，對檢測/（2）2022年8月，向全國天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提交了GB/T172氣水露點(diǎn)的測定冷卻鏡面凝析濕度計法》的標(biāo)準(zhǔn)修訂立2（7）2023年6月底，完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作，8臺儀器測的常壓下標(biāo)準(zhǔn)水以及不同壓力下的水標(biāo)準(zhǔn)氣，測定水露點(diǎn)原始數(shù)據(jù)達(dá)1000余個，統(tǒng)計3梁文清、劉向波：江蘇鴻源動力科技有限公王慶遠(yuǎn)、周雪松：達(dá)州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測草規(guī)則》的規(guī)定起草，同時參考了GB/T20001.4—2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分：試本標(biāo)準(zhǔn)主要包括11章，即范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、原理、儀器設(shè)備和試劑與材料、取樣、測定步驟、測定結(jié)果的處理、準(zhǔn)6327:1981相比的結(jié)構(gòu)變化情況；附4其中水露點(diǎn)和水含量的定義來源于GB/T露點(diǎn)測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)，該章規(guī)定的內(nèi)容主要參考GB/T13609要求的取樣方法獲得；另外，給出了天然氣水露點(diǎn)和水含量的相互標(biāo)ISO6327:1981)，并進(jìn)行了必要的驗(yàn)證試驗(yàn)，詳細(xì)說明和驗(yàn)證過程見“試驗(yàn)驗(yàn)證的（7）試驗(yàn)報告：本章是為使用標(biāo)準(zhǔn)的人員給出的參考信息，主要內(nèi)容包括了天然本標(biāo)準(zhǔn)增加章節(jié)的主要內(nèi)容涉及試驗(yàn)驗(yàn)證和確定依據(jù)的部分詳見“試驗(yàn)驗(yàn)證的分5試驗(yàn)內(nèi)容包括四個部分：擴(kuò)展測定范圍、研究確定分析參數(shù)及完善操作步驟、實(shí)驗(yàn)表1參加試驗(yàn)的單位和使用的儀器儀器類型單位儀器型號儀器編號便攜式露點(diǎn)儀天研院Hygrovisionmini-slD23020072Chandler13-1200-C-N-2206423#榆濟(jì)管道分公司Hygrovisionmini-slD221000595#江蘇鴻源HY-0080P-MGDP21M256#達(dá)州測試中心Chandler13-1200207337#南京計量中心MichellCDP301171333在線露點(diǎn)儀南京遠(yuǎn)寰CONGprima-2MD230406309#輸氣管理處蘆溪站VympelFAS-WD200400216表2試驗(yàn)用水氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)序號標(biāo)物名稱樣品編號氣瓶容積制備壓力（MPa）標(biāo)準(zhǔn)值*10-6相對拓展不確定度（%k=2）1氮中水氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)TJ1703088.022TJ1711189.023TJ170239.030.024TJ170298.031.425TJ170088.051.926TJ170539.050.227RJ160429.028RJ141578.029QZ120226.02RJ140456.02805091324.0203.02QZ120154.0205.02甲烷中水氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)QZ131667.099.92原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測定范圍為“-25℃~0℃”,在相應(yīng)氣體壓力下水含量（體積分?jǐn)?shù)）表3現(xiàn)有冷卻鏡面露點(diǎn)儀提供的測定范圍1取決于選擇制冷劑，2取決于選擇制冷劑，345678最大降溫幅度65℃79的水蒸氣含量和環(huán)境溫度，表3中各露點(diǎn)儀的測定范圍一般均可達(dá)到“-40℃至環(huán)境溫4為在實(shí)驗(yàn)室采用各露點(diǎn)儀測定水標(biāo)準(zhǔn)氣和濕度發(fā)生器產(chǎn)生的樣表明，除英國MichellCDP301檢測下限達(dá)到-39.2℃外（室溫為24℃),其余露點(diǎn)儀的檢測下限均能低于-40℃。另外，在表5中換算了不同壓力下管輸天然氣水露點(diǎn)對應(yīng)的水含量，對于經(jīng)過處理的管輸天然氣水含量體積分?jǐn)?shù)一般在（50～20換算結(jié)果表明水露點(diǎn)測定范圍規(guī)定為-40℃~10℃完全能夠覆蓋實(shí)際管輸天然氣中水含量的測定需要。另外，為了適用特殊氣體（如CNG）的檢測需要，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了“在表4冷卻鏡面露點(diǎn)儀測定范圍試驗(yàn)結(jié)果12（1#）836表5不同壓力下水露點(diǎn)對應(yīng)的水含量壓力，MPa水露點(diǎn)，℃-40-30-20-100水含量，×10-6（體積分?jǐn)?shù)）51.0286.6611.61229.62.09.525.562.8305.7614.44.04.831.471.6307.16.03.28.520.947.8204.78.02.46.435.876.428.761.1表6冷卻鏡面露點(diǎn)儀提供的降溫速度和樣品氣參考流量1無2無34956無7無8無91綜合考慮測定時間和結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般開始降溫時速度可設(shè)置稍大一點(diǎn)，如（3~表7鏡面降溫速度對測定結(jié)果的影響流量并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定樣品氣流量控制在（0.2～2）表8樣品氣流量對測定結(jié)果的影響（a）采用的水氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)含量較高（如150ppm、200ppm氣瓶總壓很快降到測定壓力，無法完全滿足（b）由于8臺儀器不是采用同一瓶標(biāo)準(zhǔn)氣同時進(jìn)行測定，無法保證所有測定條件（c）采用目測法觀察水露點(diǎn)形成時，人為因素影響較大，需要操作者熟練掌握操本標(biāo)準(zhǔn)在研究確定精密度時參考了GOST20060-2021“天然氣水露點(diǎn)溫度的測術(shù)平均值，其中三次測定結(jié)果應(yīng)滿足tвmax-tвmin≤3.3·σr，即表中的極差值。表9GOST20060-2021規(guī)定的精密度水露點(diǎn)溫度范圍重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差，σr重復(fù)性限，℃(2.77·σr)三次測定結(jié)果的極差，℃(3.3·σr)-79.9~-60.0（含）0.752.12.5-60.0~-30.0（含）0.55-30.0~0.0（含）0.350.90.0~30.0（含）0.250.70.9采用水露點(diǎn)儀重復(fù)性測定試驗(yàn)氣體7次，根據(jù)7次測定結(jié)果，按照式（1）計算7tBi——i次測定水露點(diǎn)值，℃;-平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，圖1為重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差與GOST20060規(guī)定結(jié)果的比較情況。表108臺露點(diǎn)儀測定不同露點(diǎn)值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃——平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃————————————————平均值，℃————————標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃————————平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃平均值，℃標(biāo)準(zhǔn)偏差，℃表108臺露點(diǎn)儀測定水露點(diǎn)重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差不符合要求統(tǒng)計結(jié)果超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)，個918290————9138180————90————82水露點(diǎn)≤0℃時，52個測定結(jié)果中有9個超出要求滿足要求的水露點(diǎn)范圍主要在-30℃~0℃之間，當(dāng)該區(qū)間水露點(diǎn)重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差采用0.55℃時，所有不滿足要求的測定結(jié)果均符合新的標(biāo)準(zhǔn)要求，因表11GB/T17283-XXXX擬采用重復(fù)性要求單位：攝氏度(℃)水露點(diǎn)溫度范圍重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差，σr重復(fù)性限，2.77·σrGOST20060規(guī)定的重復(fù)性限-40.0≤tB≤-30.00.752.1-30.0<tB≤0.00.550.90.0<tB≤10.00.350.90.7其中總共做了3組試驗(yàn)，表12為3組試驗(yàn)再現(xiàn)性統(tǒng)計情況。每組之間在相同條件下測定水露點(diǎn)結(jié)果之間的極差值作為評價再現(xiàn)性結(jié)果的差值。表13按照水露點(diǎn)測定范圍分表12三組再現(xiàn)性試驗(yàn)水露點(diǎn)測定結(jié)果統(tǒng)計情況單位：℃（攝氏度）水露點(diǎn)，℃——————— 水露點(diǎn)，℃———————表13結(jié)果表明：總共79組水露點(diǎn)再現(xiàn)性測定結(jié)果，有59內(nèi)，而只有少量再現(xiàn)性測定結(jié)果超過±3℃。由于偏差超過±3℃的5組水露點(diǎn)結(jié)果均集要求，因此擬規(guī)定水露點(diǎn)在-30.0≤tB≤0.0范圍內(nèi)，再現(xiàn)性限為±2.5℃。因此，參照表表13測定水露點(diǎn)結(jié)果的再現(xiàn)性統(tǒng)計情況水露點(diǎn)，℃再現(xiàn)性組數(shù)，個偏差(±2~±3）℃,個-40.0≤tB≤-30.060-30.0<tB≤0.05440950.0<tB≤10.09900總計，個79595表14GB/T17283-XXXX擬規(guī)定的精密度要求單位：℃（攝氏度）水露點(diǎn)范圍重復(fù)性限再現(xiàn)性限-40.0≤tB≤-30.02.03.0-30.0<tB≤0.02.50.0<tB≤10.02.0規(guī)定方法形成的軟件，由標(biāo)準(zhǔn)氣中的水含量計算的不同壓力下水露點(diǎn)，表15為試驗(yàn)驗(yàn)表158臺露點(diǎn)儀測定水露點(diǎn)準(zhǔn)確度驗(yàn)證結(jié)果），平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃——平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃————————————————平均值，℃————————計算值，℃————————兩者偏差，℃————————平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃平均值，℃計算值，℃兩者偏差，℃規(guī)定的方法由水含量計算水露點(diǎn)時也會帶來±2℃的不確定度。因此，鑒于以上原（電子濕度分析計法該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用不同原理傳感器測定天然氣中水含量的試驗(yàn)采標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)號：ISO6327:1981（2011）Gasanalysis—Determinationofthewaterdewpointofnaturalgas—Cooledsurfacecondensationhygrometers，為非等效準(zhǔn)。為了使標(biāo)準(zhǔn)得到更好更有效的實(shí)施，組織相關(guān)管理人員、技術(shù)人員和操作人員求，并在實(shí)際工作中得到認(rèn)真地貫徹和執(zhí)行。建議標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施日期為發(fā)布后6個月。標(biāo)準(zhǔn)編寫組后續(xù)也將及時收集各單位在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施過程中的意見