天然氣 氣體取樣 編制說明

《天然氣氣體取樣》 5 三、試驗(yàn)驗(yàn)證分析，綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證， 18 20 20 20 212家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2024年第一批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)國(guó)氣標(biāo)委[2024]3號(hào)《關(guān)于下達(dá)全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)2024年標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》，天然氣標(biāo)委會(huì)計(jì)劃達(dá)到（5500-6000）億立方米?！丁笆奈濉爆F(xiàn)代能源體系規(guī)劃》指出，到2025年，我國(guó)天然氣年產(chǎn)量達(dá)到2300億立方米以上。國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)能與消費(fèi)量缺口持續(xù)擴(kuò)大，確要求，這就對(duì)取樣技術(shù)、取樣用器材、取樣方法等提出了更高要求。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB17820-2018《天然氣》、GB18047-2017《車用壓縮天然氣》、GB/TGB/T32865-2016《致密砂巖氣技術(shù)要求和試驗(yàn)方3（3）2022年11月-12月：項(xiàng)目組按照專家審查意見，補(bǔ)充修改項(xiàng)目建議書及標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)送審稿和17項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制修4達(dá)全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)2023年標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知》，天然氣標(biāo)委會(huì)計(jì)劃關(guān)于下達(dá)2024年第一批推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計(jì)劃的通知》（國(guó)標(biāo)委要求項(xiàng)目組嚴(yán)格按照相關(guān)要求開展工作，提5標(biāo)準(zhǔn)文本第一章至第七章、附錄A-附錄D；對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本第十一章、第十二章及附錄E至附錄I；十一章、第十二章及附錄A至附錄D；附錄E至附錄I；附錄A至附錄D；共有12個(gè)部分9個(gè)附錄，涉及安全注意事項(xiàng)、取樣原則、代表性樣品、取樣類型、取樣位置、取樣方法、取樣設(shè)備、取樣系統(tǒng)確認(rèn)及故障排6表1本標(biāo)準(zhǔn)與ISO10715:2022、GB/T13609-2017的章節(jié)對(duì)比表序號(hào)本標(biāo)準(zhǔn)GB/T13609-20XXISO10715:2022GB/T13609-20171前言前言前言232規(guī)范性引用文件2規(guī)范性引用文件2術(shù)語和定義43術(shù)語和定義3術(shù)語和定義3取樣原則54安全注意事項(xiàng)4安全注意事項(xiàng)4取樣的安全要求65取樣原則5取樣原則5技術(shù)因素76代表性樣品6代表性樣品6取樣用材料87取樣類型7取樣類型7取樣設(shè)備的準(zhǔn)備98取樣位置8取樣位置8取樣設(shè)備9理想的氣體取樣9理想的氣體取樣9點(diǎn)樣的取樣10取樣設(shè)備10取樣設(shè)備10直接取樣11系統(tǒng)的驗(yàn)證11系統(tǒng)的驗(yàn)證11取累積樣12故障排除12故障排除/化合物的種類和抽樣報(bào)告中的信息化合物的種類和抽樣報(bào)告中的信息附錄A（規(guī)范性附錄）t因子表附錄B（資料性）取樣程序附錄B（資料性）取樣程序附錄B（規(guī)范性附錄）取樣鋼瓶的清潔處理附錄C（資料性）氣體吸附與解析效應(yīng)：吸附/解析附錄C（資料性）氣體吸附與解析效應(yīng)：吸附/解析附錄C（資料性附錄）取樣探頭的安裝位置及試驗(yàn)附錄D（資料性）取樣氣瓶的清潔附錄D（資料性）取樣氣瓶的清潔附錄D（規(guī)范性附錄）玻璃瓶低壓取樣步驟附錄E（資料性）焦耳-湯姆遜冷卻和相行為附錄E（資料性）焦耳-湯姆遜冷卻和相行為附錄E（規(guī)范性附錄）充氣排空法取樣步驟附錄F（資料性）渦旋脫落和附錄F（資料性）渦旋脫落和附錄F（規(guī)范性附錄）控制流量7相關(guān)問題相關(guān)問題法取樣步驟20附錄G（資料性）停留時(shí)間計(jì)算指南附錄G（資料性）停留時(shí)間計(jì)算指南附錄G（規(guī)范性附錄）抽空容器法取樣步驟21附錄H（資料性）氣體取樣系統(tǒng)驗(yàn)證規(guī)程附錄H（資料性）氣體取樣系統(tǒng)驗(yàn)證規(guī)程附錄H（規(guī)范性附錄）保溫、保壓取樣法取樣步驟22附錄I（資料性）樣品數(shù)量附錄I（資料性）樣品數(shù)量附錄I（規(guī)范性附錄）直接取樣中截止閥的使用表2本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T13609-2017主要技術(shù)變化表序號(hào)修訂內(nèi)容修訂理由1刪除了范圍中有關(guān)CNG的取樣內(nèi)容，即30MPa，在確保取樣系統(tǒng)安全前提下，可使用本標(biāo)準(zhǔn)。”（見第1章）本標(biāo)準(zhǔn)的范圍中未明確規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)使用的壓力范圍，僅提出了不涉及與氣體取樣相關(guān)的安全問題。由于CNG為天然氣增壓脫水后的產(chǎn)品，其性質(zhì)除了壓力增高外并未改變，因此刪除了有關(guān)CNG的取樣內(nèi)容。2增加了規(guī)范性引用文件：GB/T20604天然氣詞匯（ISO14532IDT見第2章）本標(biāo)準(zhǔn)在使用過程中需使用GB/T20604中規(guī)定的大量天然氣相關(guān)的詞匯，因此，增加此部分內(nèi)容。3重新編寫術(shù)語和定義（見第3章）增加本標(biāo)準(zhǔn)中涉及的吸收、吸附、污染物、解析、氣體吸附解吸效應(yīng)、取樣位置、痕量組分、浸潤(rùn)表面等術(shù)語進(jìn)行了增加，刪除標(biāo)準(zhǔn)中未涉及的流量比累積取樣器、低壓天然氣、傳輸導(dǎo)管等術(shù)語，使標(biāo)準(zhǔn)更貼合實(shí)際應(yīng)用。4增加了代表性樣品（見第6章）提出了代表性樣品的兩個(gè)主要定義，為標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行者理解代表性樣品的概念提供了書面說明。5增加了取樣位置（見第8章）取樣位置包括取樣地點(diǎn)、取樣位置和取樣點(diǎn)（見圖2修改理由見本表后注1：有關(guān)取樣位置規(guī)定的說明。6增加了理想氣體的取樣概述（見9.1）、關(guān)于取樣設(shè)備的吸附解析注意事項(xiàng)（見9.2.3）、取樣設(shè)備的平衡（見9.2.4）、概述說明了要獲得理想的代表性樣品需考慮的全部因素，包括取樣點(diǎn)到樣品容器的全部?jī)?nèi)容，為獲取代表性樣品提供了總的要求。8延遲時(shí)間（9.7）關(guān)于取樣設(shè)備的吸附解析注意事項(xiàng)、取樣設(shè)備的平衡、延遲時(shí)間等內(nèi)容，列出了天然氣中可能存在的祝福對(duì)不同材料的兼容性，對(duì)取樣系統(tǒng)材料選擇、取樣系統(tǒng)的容積大小、取樣操作方法、不同組分使用的吹掃時(shí)間等進(jìn)行了詳細(xì)描述和規(guī)定，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)使用者提供了實(shí)際操作說明?？捎行ПＷC取樣的代表性。7增加了濃縮裝置（見10.13）當(dāng)目標(biāo)分析物含量極低時(shí)，直接分析樣品可能無法對(duì)分析物濃度進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的評(píng)估，此時(shí)就需要使用相應(yīng)的濃縮裝置，此規(guī)定對(duì)天然氣及類似氣體中微痕量組分（如汞、顆粒物等）的取樣分析提供了可操作的手段。8增加了設(shè)備的數(shù)量和順序（見10.14）為了盡量減少樣品系統(tǒng)與傳輸氣樣之間的相互作用，應(yīng)使用盡可能少的設(shè)備，且選擇的設(shè)備應(yīng)能盡量減少傳輸時(shí)間和吸附解析效應(yīng)，并推薦了設(shè)備的最佳順序，并列出了在某些取樣應(yīng)用中使用的部分必要、推薦和可選的取樣設(shè)備項(xiàng)目。此條可有效確保獲得樣品的代表性。9增加了系統(tǒng)的核實(shí)（見第11章）規(guī)定了取樣系統(tǒng)的壓力測(cè)試及檢漏方法，對(duì)使用過濾器進(jìn)行評(píng)估和維護(hù)、核實(shí)氣體的要求和使用方法等，此條對(duì)于識(shí)別和處理分析系統(tǒng)取樣誤差有重要意義，可確保通過取樣系統(tǒng)獲得樣品的代表性。增加了故障排除（見第12章）列出了取樣系統(tǒng)失靈的主要原因、取樣過程中一些常見問題、采取的降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的潛在補(bǔ)救措施和主動(dòng)預(yù)防措施等，為現(xiàn)場(chǎng)取樣操作提供了詳細(xì)的指導(dǎo)說明。重新編寫了標(biāo)準(zhǔn)附錄按ISO10715:2022的附錄重新編寫了本標(biāo)準(zhǔn)附錄：其中錄I為新增；附錄B對(duì)GB/T13609-2017中附錄D、附錄E、附錄F、附錄G進(jìn)行了合并；附錄H為新增（在ISO10715:2022中沒有附錄D為GB/T13609-2017中的附錄B，全部附錄由規(guī)范性修改為資料性。修改理由見本表后注2：標(biāo)準(zhǔn)附錄編寫的說明9和取樣點(diǎn)見圖2）的位置在設(shè)計(jì)、安裝及使用過程中需要大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支撐，而取樣探頭的安轉(zhuǎn)及使用涉及高壓和在役管線的安全要求（需在在役管線上開孔、焊接、試驗(yàn)時(shí)，天然氣輸氣管道的直徑d為300mm，取樣探頭取距上游匯管的距離分別表3不同取樣位置的分析結(jié)果(1月26日15時(shí)12分取樣)組分5d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%8d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%20d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%極差GB13610再現(xiàn)性再現(xiàn)性是否滿足He0.010.010.010.000.02是H20.000.000.000.000.02是O20.000.000.000.000.02是N20.620.610.610.010.02是CO20.080.10是CH497.4597.4297.380.070.30是C2H60.470.470.470.000.07是C3H80.000.07是iC4H100.020.020.020.000.02是nC4H100.020.020.020.000.02是iC5H120.010.010.010.000.02是nC5H120.000.000.000.000.02是C6+0.010.010.010.000.02是物性參數(shù)計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果極差相對(duì)偏/Hs,MJ/m336.6736.6636.640.03差%0.08/d,kg/m30.69140.69190.69230.00090.13/d(re)0.57410.57440.57480.00070.12/表4不同取樣位置的分析結(jié)果(1月26日15時(shí)24分取樣)組分5d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%8d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%20d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%極差GB13610再現(xiàn)性再現(xiàn)性是否滿足He0.010.010.020.000.02是H20.000.000.000.000.02是O20.000.000.000.000.02是N20.620.620.610.010.02是CO20.050.10是CH497.4497.3997.390.050.30是C2H60.470.480.470.000.07是C3H80.000.07是iC4H100.020.020.020.000.02是nC4H100.020.020.020.000.02是iC5H120.010.010.010.000.02是nC5H120.000.000.000.000.02是C6+0.010.010.010.000.02是物性參數(shù)計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果極差/Hs,MJ/m336.6636.6536.640.020.055/d,kg/m30.69160.69210.69200.00050.072/d(re)0.57420.57460.57460.00040.070/表5不同取樣位置的分析結(jié)果(1月26日16時(shí)04分取樣)組分5d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%8d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%20d取樣口摩爾分?jǐn)?shù)，%極差GB13610再現(xiàn)性再現(xiàn)性是否滿足He0.010.010.010.000.02是H20.000.000.000.000.02是O20.000.000.000.000.02是N20.610.610.610.010.02是CO20.030.10是CH497.4597.4497.470.030.30是C2H60.450.450.450.000.07是C3H80.000.07是iC4H100.020.020.020.000.02是nC4H100.020.020.020.000.02是iC5H120.010.010.010.000.02是nC5H120.000.000.000.000.02是C6+0.010.010.010.000.02是物性參數(shù)100.00100.00100.00極差/Hs,MJ/m336.6436.6436.650.010.027/d,kg/m30.69160.69170.69140.00030.043/d(re)0.57420.57430.57400.00030.052/的站點(diǎn)中的C4+以上組分含量較低，通過計(jì)算此樣品的相包絡(luò)委2016年在國(guó)家石油天然氣大流量站成都分站現(xiàn)場(chǎng)開展的取樣位置的驗(yàn)證數(shù)據(jù)，直接采用ISO10715:2022給出的取樣地點(diǎn)、取樣位置和取樣點(diǎn)（見圖制訂）中“5.5取樣探頭應(yīng)遠(yuǎn)離任何可能引起氣溶膠或極大壓力降的設(shè)備（比如孔板、1-取樣地點(diǎn)、2-取樣位置、3-取樣點(diǎn)、4-氣流圖2取樣地點(diǎn)、取樣位置和取樣點(diǎn)或堆積在取樣系統(tǒng)中，也可以在垂直管道中安裝樣品探頭定位于中心三分之一處（見圖3）。取樣點(diǎn)是由一組三維坐標(biāo)定義的空間位置（實(shí)際上是管道內(nèi)的位置見圖2）。1-大于DN300——插入100mm但不超過10%2-不大于DN300——位于中心三分之一處圖3樣品位置附錄E介紹了因天然氣樣品中含有可凝析組分時(shí)，由于焦耳-湯姆遜效應(yīng)，在取樣（2）增加了“7.2.8保溫、保壓取樣方法”，在“分的精確分析以指導(dǎo)天然氣的后續(xù)合理安全使用。該附錄為現(xiàn)場(chǎng)取樣時(shí)的實(shí)際操作程本標(biāo)準(zhǔn)增加的增“7.2.8保溫、保壓取樣方法”及在“附錄B（資料性）取樣程序”表6西南油氣田某輕烴處理廠穩(wěn)壓取樣實(shí)驗(yàn)取樣信息樣品名稱天然氣取樣地點(diǎn)西南某輕烴處理廠取樣時(shí)間2018.5.11氣源干氣（脫水后脫烴前）氣源壓力氣源溫度27.5℃取樣方式穩(wěn)壓取樣常規(guī)取樣/鋼瓶號(hào)20180402L82505185/樣品編號(hào)/表7西北某凝析氣藏處理廠穩(wěn)壓取樣實(shí)驗(yàn)取樣信息樣品名稱天然氣取樣地點(diǎn)西北某輕烴處理廠取樣時(shí)間2018.8.9氣源脫水后脫烴前天然氣氣源壓力10.4MPa氣源溫度47.0℃取樣方式穩(wěn)壓取樣常規(guī)取樣/鋼瓶號(hào)20180501（W01）L153702057（x01）/樣品編號(hào)2-1號(hào)2-2號(hào)/比較C6+重?zé)N組分含量的差異，研究穩(wěn)壓取樣樣品的代表性，表8為天然氣樣品組成分表8天然氣取樣代表性實(shí)驗(yàn)組成分析結(jié)果樣品編號(hào)2-1#2-2#取樣方式穩(wěn)壓取樣常規(guī)取樣穩(wěn)壓取樣常規(guī)取樣組分含量y，%He0.07120.07070.01080.0102H20.01110.01010.00070.0013O20.00000.00000.00000.0000N20.44560.43093.72793.6619CO20.46720.48450.76850.7849C190.698391.123982.230082.3118C25.38555.10658.99998.9894C31.52191.47652.44492.4579iC40.30900.30410.43600.4394nC40.36130.35980.52570.5356neo-C50.00590.00630.00760.0070iC50.12530.13000.16510.1815nC50.09780.10410.15200.1569C6+0.49980.39240.53090.4691樣方式獲得的C6+含量為0.3924%；2號(hào)樣品中穩(wěn)壓取樣方式分析獲得的C6+含量為本標(biāo)準(zhǔn)增加的“10.12.4氣體取樣袋”在天然氣及類似氣體的含硫組分現(xiàn)場(chǎng)取樣中經(jīng)過了大量的驗(yàn)證試驗(yàn)，并對(duì)不同材質(zhì)的取樣袋進(jìn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用兩種不同材質(zhì)的取樣容器進(jìn)行取樣。在取樣后24小時(shí)內(nèi)，在同一條件下對(duì)兩種容器內(nèi)的樣品分別進(jìn)行分析，接下來將上述樣品每隔24小時(shí)分析一次，連續(xù)分析10次，考察樣品在不同材質(zhì)取樣容器中的穩(wěn)定保存時(shí)間。然后將樣品放置一周后再表9取樣容器穩(wěn)定性考察數(shù)據(jù)表取樣容器Tedlar氣袋金屬薄膜氣袋組分名稱硫氧碳（mg/m3）甲硫醇（mg/m3）硫氧碳（mg/m3）甲硫醇（mg/m3）樣品放置時(shí)間（天）123456789由表8可以看出：在取樣后24小時(shí)內(nèi)，兩種取樣容器對(duì)氣袋內(nèi)的組分的保存率只有50%～60%。對(duì)于用氣袋進(jìn)行含硫樣品的額取樣，取樣前應(yīng)袋可用于天然氣的取樣，只是針對(duì)天然氣中的特殊組分的取樣取樣及分析檢測(cè)中均得到了大量應(yīng)用，我國(guó)已形成的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16781.1-2017《天量要求》、GB/T33296-2016《頁(yè)巖氣技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》、GB/T32865-2016《致密砂巖氣技術(shù)要求和試驗(yàn)方法》、NB/T10035-2016《通過管道輸送的煤層氣技術(shù)要求和AutomaticSamplingofGaseousFuels》、ISO8943：1991《Refrigeratedlighthydrocarbonfluids-Samplingofliquefiednaturalgas-Continuousmethod》及ISO10715:2022《Naturalgas-Gassampling》等標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)參照以上標(biāo)準(zhǔn)分別制定了GB/T30490-2014《天然Gassampling》，新修訂的ISO10715:2022正文包括：范圍、規(guī)范性停留時(shí)間計(jì)算指南、附錄H（資料性）氣體取樣系統(tǒng)核實(shí)規(guī)程、附錄I（資料性）樣品數(shù)量等九個(gè)資料性附錄。該標(biāo)準(zhǔn)提供了確保取樣系統(tǒng)和取樣過程的設(shè)計(jì)、定位、安裝、定說明，使標(biāo)準(zhǔn)使用過程更具可操作性；新增了系統(tǒng)核表10天然氣及類似氣體取樣標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容的比較序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)/方法主要技術(shù)內(nèi)容特點(diǎn)1ASTMD5287:2008《StandardPracticeforAutomaticSamplingofGaseousFuelsGB/T