Наша сеть партнеров Banwar
Один з найважливіших фізико-хімічних показників природного газу пального природного поставляється в магістральні газопроводи є температура точки роси по воді (ТТР в) і температура точки роси по вуглеводнях (ТТР ув), вони і визначають ефективність установки з комплексної підготовки газу. На даний момент проблема вимірювання ТТР в і ТТР ув в природному газі не вирішена в усьому світі, немає єдиного ISO або ASTM на воду в природному газі, існують різні методи її визначення. Стандарт ASMT D1142-95 дає формули перерахунку по Бюкачеку і стандарт ISO 18453: 2004 дає формули перерахунку Гергієв, розходяться до десяти градусів. Слід звернути увагу на наявність істотних неточностей у чинному в даний час ГОСТ 8.221-76 "ГСИ. Влагометріі та гігрометри. Терміни та визначення", зокрема відсутність у ньому такої величини вологості газу, як "точка інею" веде до плутанини при перерахунку ТТР в . У ГОСТ Р 53763-2009 як і ГОСТ 20060-83 «Гази горючі природні. Методи визначення вмісту водяної пари і точки роси вологи »в розрахункових формулах визначення вмісту вологи температура починається тільки з -40 0 С, що не дає можливості перерахунку ТТР в при більш низькій температурі. Точка роси газу визначається як значення температури газу, при досягненні якої парціальний тиск водяної пари стає рівним тиску насиченої водяної пари і починається конденсація вологи. При негативних температурах в рівновазі з парами води можливе існування як льоду, так і переохолодженої води аж до -50 0 С. Тому в цьому діапазоні температур розрізняють поняття "тиск насиченої водяної пари над плоскою поверхнею води" і "тиск насиченої водяної пари над плоскою поверхнею льоду ". Ці величини рівні при 0ºС і починають істотно розходитися при зниженні температури. Все це веде до непорівнянності вимірюваних даних різними гігрометрами, неможливість перерахунку по тиску, неможливість перерахунку між температурою точки роси і ppm. У газовій промисловості велике застосування для визначення ТТР в і ТТРу в отримали гігрометри з охолоджуваних дзеркалом. Через складного алгоритму роботи автоматичних гігрометрів і великого періоду часу вимірювального циклу важко зіставити показання дублюють один одного гігрометрів. У негативних температурах конденсат води випадає у вигляді переохолоджених води, на дзеркалі може бути як вода, так і лід, а якщо додати до цього випали вуглеводні то розібратися дуже важко. Спотворює показання гігрометрів з охолоджуваних дзеркалом наявність метанолу в природному газі, який гігрометри можуть сприймати за H 2 0. Згідно СТО Газпром 089-2010 арбітражний метод визначення ТТР повинен бути з візуальної фіксацією, але прилади типу «Chandler» не дозволяють через суб'єктивних помилок оператора визначати ТТР в, якщо температури випадання ТТР ув лежить вище та й людське око не може зрівнятися з фотоприймача автоматичних гігрометрів. Дуже складно зробити звірення показань гігрометрів різних типів в робочих умовах, через різних методів визначення і приведення ТТР до одних одиницях виміру. Єдина можливість перевірки правильності показань гігрометра це встановити інший гигрометр цього ж типу, але за цей час ТТР в газі може змінитися, і який з гігрометрів показує правильно важко визначити. Вихід на робочий режим гігрометра після установки може тривати годинами. Розбирання гігрометра і його очищення, єдині заходи які можна прийняти для встановлення істинності показань. Зайва розбирання і демонтаж призводить до трудовитрат і збільшує ймовірність пошкодження приладу. На завод виробник відправляти гигрометр помилково визнаним несправним це зайва витрата грошей, і дуже велика втрата часу. Для перевірки правильності показань гігрометра і його нормальної працездатності необхідний еталон, який би відтворював ТТР при тисках близьких до робітників.
На ринку виробників генераторів вологості не так вже й багато. Використовується лише кілька методів створення необхідної вологості.
- Метод двох тисків;
- Поділ газу на два потоки і його змішування;
- Метод рівноважного фазового стану води;
- Насичені розчини солей.
Згідно з методикою повірки аналізаторів точки роси газу «Конг Прима» підприємство виробник рекомендує використовувати генератори вологого газу типу «Родник» або перевірочний комплекс «КОНГ».
Принцип роботи генератора «Родник» полягає в насиченні газу вологою при підвищеному тиску і стабільній температурі з подальшим ізотермічним зниженням тиску до робочого тиску первинних перетворювачів вологості (метод двох тисків).
Малюнок 1 - Генератор вологості Родник-4
недоліки:
- Ціновий діапазон 700 000 ... 745 000 руб .;
- Для досягнення низької ТТР необхідний адсорбент, азот та інші витратні матеріали;
- Обмежено вихідний тиск 1 МПа;
- Великі габарити установки;
- Необхідно розраховувати задану ТТР.
Малюнок 2 - Повірочної комплекс Конг
Принцип роботи піврічного комплексу «КОНГ» полягає в створенні замкнутого обсягу, в якому необхідна ТТР досягається створенням гідродинамічного рівноваги між парової і конденсованої фазою води.
недоліки:
- Ціна в районі 2 000 000 руб .;
- Працює при атмосферному тиску;
- Немає можливості використовувати його для калібрування гігрометрів інших типів;
Генератори відносної вологості. Принцип роботи заснований на регулюванні та поділі газу на два потоки. Один - насичується, інший - зберігається сухим. Ці два потоки змішуються разом, за допомогою витратомірів.
Малюнок 3 - Генератор Humilab
недоліки:
- Висока ціна, починається з 1 500 000 руб.
- Необхідний для роботи сухий газ.
- Обмежено вихідний тиск.
- Необхідний еталонний гигрометр.
Дослідивши ринок, напрошується висновок -генератори вологості при всій своїй простаті конструкції дуже дорогі і не підходять в повній мірі для реальної оцінки працездатності гігрометра працює під великими тисками. У гігрометрів з охолоджуваних дзеркалом діапазон вимірювань буде знижуватися в міру зростання тиску газу, оскільки зростаюча щільність газу (і, відповідно, зростаюча теплопровідність) викличе зростання теплового навантаження, а пропоновані генератори вологості працюють в основному при тисках близьких до атмосферного. Неважко виготовити генератор ТТР який би задовольнив всім необхідним умовам:
- Тиск на виході генератора повинно створюватися до 7 МПа.
- Одиниці виміру вологості на генераторі повинні задаватися в ТТР.
- Генератор повинен бути простий в експлуатації і не вимагати витратних матеріалів.
- Ціна не повинна перевищувати 100 000 руб.
Для виготовлення генератора температури точки роси можна використовувати обладнання яке вже є в наявності практично в кожній метрологічної лабораторії. Для створення тиску підійде компресор Junior II який призначений для стенду калібрування датчиків тиску. Продуктивність компресора 120 літрів в хвилину, максимальний створюваний тиск 330 бар.
Малюнок 4 - Компресор Junior II
Для створення необхідної ТТР газу ідеально підходить Кріостат КР-40-2 омського заводу «Еталон» призначений для калібрування датчиків температури. Діапазон відтворення температур, -40 ... + 40 ° С, нестабільність заданої температури за 30 хв, ± 0,05 ° С, перепад температури на глибині від 300 до 200 мм, не більше ± 0,02 ° С ° С.
Малюнок 5 - Кріостат КР-40-2
Для створення необхідної ТТР будемо використовувати рівноважний фазное стан води. Для цього в кріостат занурюється сепаратор (рисунок 6). Повітря з компресора потрапляючи в сепаратор стикаючись з його стінками починає охолоджуватися до температури заданої в криостате. В результаті створюється гідродинамічний рівновагу між парової і конденсованої фазою води. Так як потік в сепараторі ламінарний, сконденсувати вода (іній) під дією гравітації випадає на дно. Отримуємо, що температура ТТР газу на виході з сепаратора буде дорівнює температурі заданої в криостате.
Малюнок 6 - Принцип роботи сепаратора
Для виготовлення генератора ТТР знадобилося 50 см труби ДУ60, 6 метрів труби Ду6 і три вентиля. Калібрування за допомогою генератора ТТР дозволила проводити налаштування і діагностику гігрометрів. Метрологічні характеристики Генератора ТТР:
Діапазон відтворення ТТР -40 ... + 40 ° С;
Нестабільність заданої температури за 30 хв, ± 0,05 ° С;
Похибка визначення температури ± 0,05 ° С;
Діапазон задається тиску 0,6 ... 10 МПа.
Переваги генератора ТТР:
- Ціна 30 000 руб .;
- Метрологічні характеристики вище, ніж у представлених генераторів на ринку;
- Робочий тиск подається на гигрометр до 10 МПа;
- Одиниця виміру температура точки роси газу;
недоліки:
- Чи не внесений до державного реєстру СІ.
У кожній метрологічної лабораторії є термостат або кріостат який можна використовувати для виготовлення генератора ТТР, при відсутності компресора можна використовувати балони з жатим повітрям. Не потрібно витрачати гроші підприємства на безглузду дорогу іграшку, коли виготовити генератор ТТР своїми силами як показано вище не представляє ніякої труднощі. При бажанні конструкцію генератора можна доопрацювати і розширити діапазон вимірювання за допомогою методу двох тисків. Можна встановити в сепаратор датчик температури, але вважаю це надмірністю. При витраті газу 1..2 літра в хвилину і мінімальному тиску 0,6 МПа вистачає часу для отримання рівноважного фазного стану води.
< Обговорити на форумі >