Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Селезнев Сергей Викторович

Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа
<
Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Селезнев Сергей Викторович. Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.16 Саратов, 2006 143 с. РГБ ОД, 61:06-5/3648

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Анализ методов определения качества товарного газа по показателям точек росы газа по влаге и углеводородам 9

1.1. Технические требования к показателям качества газа 10

1.2. Методы и средства измерения влажности и точек росы газа по водной фазе 13

1.3. Проблемы измерения точек росы газа сорбционными и конденсационными гигрометрами 19

1.4. Научные и практические задачи, связанные с разработкой нового поколения конденсационных приборов 26

ГЛАВА 2. Разработка информационно-измерительной системы одновременного измерения точек росы газа по влаге и углеводородам и её реализация в Анализаторе «КОНГ-Прима 4» 30

2.1. Недостатки существующих подходов к измерению точек росы газа конденсационными приборами 31

2.2. Разработка физического метода фиксации конденсата на поверхности чувствительного элемента 33

2.3. Разработка принципов работы интеллектуального измерительного преобразователя по определению точек росы газа 40

2.4 Реализация разработанных алгоритмов в информационно-измерительной системе на базе Анализатора точек росы газа «КОНГ-Прима 4» 63

ГЛАВА 3. Испытания Анализатора «КОНГ-Прима-4» в лабораторных условиях и на промышленных объектах 70

3.1.Испытания Анализатора «КОНГ-Прима-4» в лабораторных условиях 70

3.2. Результаты промышленных испытаний Анализатора точек росы газа 90

3.3. Результаты внедрения информационно-измерительной системы на базе Анализатора «КОНГ-Прима-4» 109

ГЛАВА 4. Направления технологического использования Анализатора точек росы природного газа 114

4.1. Автоматическое управление адсорбционным процессом осушки газа. 114

4.2. Автоматическое управление абсорбционным процессом осушки газа 115

4.3. Система контроля количества метанола в газе 117

4.4. Система контроля уноса углеводородного конденсата в аэрозольном виде 119

4.5. Комплексная методика определения компонентного состава газа с использованием Анализатора точек росы газа и поточного хроматографа 120

4.6. Система глобального мониторинга влажности природного газа 122

Заключение 125

Литература

Введение к работе

Газодобывающие объекты, созданные на базе крупных месторождений Крайнего Севера (Медвежье, Уренгойское, Ямбургское, Заполярное), являются сложными и постоянно развивающимися комплексами, в которых важную роль играют информационно-измерительные и управляющие системы. Гигантские месторождения России, - Уренгойское и Ямбургское, - вступили в период падающей стадии разработки, а Медвежье, - в завершающую стадию. При этом существенно ухудшились условия для промысловой подготовки газа, что приводит к необходимости эффективного контроля показателей качества газа.

В последнее время вопросы контроля качества газа по содержанию влаги приобрели ещё большую актуальность в связи с расширяющимися экспортными поставками газа, когда предъявляются повышенные требования к качеству газа, поставляемого по контрактам, и применяются различные санкции и штрафы в случае их нарушения. Материалы заседания секции НТС ОАО «Газпром» «Транспорт и распределение газа», проходившее в феврале 1998г во ВНИИГазе, это наглядно подтверждают [45]. Размер штрафов, которые налагаются на ОАО «Газпром» из-за несоблюдения требования контрактов на поставку газа по показателям качества газа составляет десятки и сотни миллионов долларов [46].

Кроме того, коммерческую актуальность приобретает и показатель качества газа: "точка росы по углеводородам'", так как импортеры российского газа стали вносить его в контракты на поставку и выдвигают всё более жесткие требования по этому параметру.

Следовательно, контроль товарных кондиций природного газа, поступающего в магистральные газопроводы, должен быть непрерывным, автоматическим, с регистрацией температур точек росы по влаге и углеводородам. В газовой промышленности разработаны технические требования по показателям качества природного газа в зависимости от его назначения. Важнейшими пока-

5
зателями являются температуры точек росы природного газа по влаге и углево
дородам. Существует ряд методов и средств измерения точек росы газа, кото
рые во многих случаях не отвечают современным требованиям. Анализ мето
дов измерения влажности газа показывает, что предпочтительными являются
прямые методы измерения, из которых наиболее перспективным является кон-
денсационно-термометрический метод. Практический опыт свидетельствует о
необходимости значительной модернизации конденсационно-

термометрического метода измерения применительно к реальным условиям работы с учетом влияния на процесс измерения различных технологических примесей в среде сжатого природного газа.

Поэтому в настоящее время актуальной задачей является разработка современных информационно-измерительных систем для автоматического определения, анализа и обработки данных по одновременному определению точек росы по влаге и углеводородам и удовлетворяющих жестким условиям их функционирования (широкий диапазон давлений - от 1,5 - 2,0 МПа на УКПГ до 25 - 30 МПа на АГНКС; наличие механических и конденсируемых примесей - метанола, гликолей, компрессорного масла; необходимость корректного измерения точки росы газа по влаге в присутствии ранее конденсируемых углеводородов, выпадение твердой фазы - гидратов/льда и др.).

Цель работы

Цель работы - разработка информационно-измерительной системы для определения температур точек росы газа по влаге и углеводородам в автоматическом режиме и внедрение системы в нефтегазодобывающую промышленность.

Основные задачи исследования

  1. Анализ проблем контроля показателей качества газа применительно к осложненным условиям работы информационно-измерительных систем при добыче, подготовке и транспорте природного газа.

  2. Разработка новых способов измерения точки росы по влаге и принципов построения чувствительного элемента приборов конденсационного типа.

  1. Разработка информационно-измерительной системы, реализующей новый способ измерения при дифференциации точек росы газа по влаге и углеводородам.

  2. Проведение лабораторных и промышленных испытаний информационно-измерительной системы в разнообразных условиях эксплуатации.

  3. Внедрение информационно-измерительной системы в серийно выпускаемые приборы, предназначенные для контроля температур точек росы природных газов по влаге и углеводородам.

  4. Обоснование возможностей применения информационно-измерительной системы в технологических процессах подготовки, транспортировки и использования газа.

Научная новизна

1. Разработан новый способ измерения температуры точек росы, обладающий

высокой чувствительностью к конденсации влаги и углеводородов и основанный на принципе нарушения полного внутреннего отражения света.

2. Разработана информационно-измерительная система с алгоритмом определе-

ния температуры точки росы по влаге в присутствии ранее конденсирующихся углеводородов, основанным на анализе кривой конденсации -испарения влаги и углеводородов, полученной в результате охлаждения и нагрева чувствительного элемента с высокой скоростью (~1С/с).

3. Разработан и реализован в информационно-измерительной системе обоб-

щенный алгоритм одновременного измерения точек росы по влаге и углеводородам, основанный на особенностях физической картины их конденсации.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Информационно-измерительная система для оперативного контроля влажности природного газа, включающая:

новый чувствительный элемент, основанный на оптоволоконных технологиях обладающий высокой чувствительностью к конденсирующимся флюидам;

7 комплекс алгоритмов измерения точек росы по влаге и углеводородам в автоматическом режиме.

  1. Результаты лабораторных и промышленных испытаний информационно-измерительной системы, подтвердившие стабильность метрологических характеристик и показавшие эффективность функционирования разработанных алгоритмов в разнообразных условиях (в широком диапазоне температур и давлений рабочей среды - природного и попутного нефтяного газов и при наличии технологических примесей, - метанола, гликолей, компрессорного масла).

  2. Комплекс апробированных технических предложений по практическому использованию информационно-измерительной системы, как для контроля влажности газа, так и для автоматизации технологических процессов в газовой промышленности.

Практическая ценность

  1. Повышение достоверности контроля показателей качества природного газа по точкам росы в сложных условиях эксплуатации (СПХГ, газовые и газо-конденсатные промыслы, попутный нефтяной газ). Обеспечение контроля качества природного газа одновременно по двум параметрам: точкам росы газа по водной фазе и по углеводородам.

  2. Реализация предложенных технических решений и алгоритмов в промышленном серийно-выпускаемом приборе (Анализаторе КОНГ-Прима 4), который успешно эксплуатируется на объектах газовой, нефтеперерабатывающей и химической отраслей в России, странах СНГ и Западной Европы. В настоящий момент эксплуатируются около 140 информационно измерительных систем на базе Анализатора КОНГ-Прима-4.

  3. Практическое использование информационно-измерительной системы для комплексной автоматизации технологических процессов подготовки и переработки природного газа, включая и автоматический контроль очень низких температур точек росы газа по водной фазе (до минус 50 С) при давлении

8 газовой среды до 25...30МПа (применительно к АГНКС и газопроводу «Голубой поток»).

Разработанный комплекс научно-технических решений защищен патентами Российской Федерации (№2085925 от 27.07.97 г.) и Европейского сообщества (№ PCT/RU96/00192 от 16.07.96/Р14313ЕР).

Апробация работы Результаты работы докладывались и обсуждались на российской конференции "Газовые Гидраты в Экосистеме Земли 2003" (Новосибирск, 2003г), на международном семинаре по соединениям включения в Польше (Варшава, Попово, Сентябрь, 2001г), на международной конференции по газовым гидратам в Японии (Иокогама, май 2002г), на международной конференции и выставке по технологии природного газа в США (Флорида, Орландо, сентябрь-октябрь 2002г), а также на научно-технических совещаниях ОАО Газпром «Об основных мероприятиях по реализации Концепции по управлению контролем качества газа» (Москва 2001 г.), отраслевом экспертном совете по автоматизации ОАО Газпром (Москва 2001 г.), на научных семинарах во ВНИИГазе и в Российском институте нефти и газа им. И.М. Губкина. Разработка экспонировалась на выставках «Нефтегаз 2001 - 2005 гг».

Методы и средства измерения влажности и точек росы газа по водной фазе

Удовлетворение показателей качества газа (в частности точки росы газа по влаге) требованиям ОСТа имеет и коммерческую составляющую, которая появляется при транспорте газа по магистральным газопроводам в пределах стран Содружества Независимых Государств и, особенно, при передаче через границу в страны-импортеры российского газа. Это выражено в огромных штрафах (доходящих до 50 млн. долларов в год), которые платит ОАО «Газпром» за поставку некондиционного газа, т.е. газа не соответствующего основному показателю качества - точки росы по влаге. Поэтому любые неточности по определению точки росы по влаге на различных этапах подготовки и транспорта газа могут привести к существенным финансовым потерям.

В последнее время коммерческую актуальность приобретает и показатель качества газа: «точка росы по углеводородам», так как многие импортеры российского природного газа стали вносить этот показатель в контракты на поставку российского газа и/или выдвигать более жесткие требования по этому параметру.

Таким образом, достоверный контроль над соответствием газа основным показателям качества (точкам росы по влаге и углеводородам) на различных этапах его подготовки и транспорта является важнейшей технологической задачей и позволяет существенно снизить финансовые потери, связанные с продажей некондиционного газа.

В настоящее время известно большое количество методов и средств измерения влалшости газов [3,9,16]. Приведённая на Рисунке 1.1 подробная классификация способов измерения влажности природных и технологических газов включает около двадцати методов.

Как и большинство методов измерения физических величин, все методы измерения влажности газов можно подразделить на прямые и косвенные методы [4].

Прямые методы основаны на непосредственном разделении влаги и сухого газа с последующим определением количества влаги. В эту группу входят методы полного поглощения (гравиметрические и химические), конденсацион-но-сгустительный, с вымораживанием влаги и др.

В косвенных методах измеряется та или иная физическая величина, функционально связанная с влагосодержанием газа.

В промышленных условиях для измерения влаги в сжатых газах нашли наибольшее распространение гигрометры, основанные на конденсационном, ку-лонометрическом, пъезосорбционном и диэлъкометрическом методах. . - Методы измерения влажности газов Кратко опишем суть этих методов. Конденсационный метод. Сущность метода заключается в определении температуры, до которой необходимо охладить прилегающий к охлаждаемой поверхности слой влажного газа, для того чтобы довести его до состояния насыщения при рабочем давлении. Измерение точки росы конденсационным методом сводится к выполнению трёх операций: охлаждение поверхности, фиксация момента появления на зеркале конденсата (в виде росы или инея) и измерение температуры поверхности зеркала, соответствующей этому моменту. Способы выполнения этих операций определяют конструкцию гигрометра, его технические и метрологические характеристики.

Разработка физического метода фиксации конденсата на поверхности чувствительного элемента

Таким образом, для создания надежного, компактного гигрометра для газовой промышленности необходимо преодолеть ряд недостатков, присущих приборам конденсационного типа. Основными задачами, которые должны быть решены при разработке нового гигрометра, являются: - измерение температуры точки росы по углеводородам; - измерение температуры точки росы по влаге в осложненных ситуациях, т.е. в присутствии ранее конденсируемых углеводородов; - минимизация размера конденсационного зеркала с целью возможности увеличения скорости охлаждения, а также уменьшения габаритов прибора в целом и отказа от дополнительных систем охлаждения; - снижение времени цикла измерения для возможности отслеживания динамики температуры точки росы (для использования прибора в современных системах автоматизации).

Как отмечено выше, основные проблемы конденсационных гигрометров точек росы газа можно в принципиальном отношении решить, если значительно уменьшить размер конденсационного зеркала, а также повысить чувствительность определения полезного сигнала. Анализируя в этих аспектах физические методы детектирования процесса конденсации на зеркале прибора, мы остановились на применении волоконно-оптического способа фиксации момента появления конденсата, основанного на принципе нарушения полного внутреннего отражения.

Суть предложенного способа. В качестве конденсационного зеркала используется оптическое волокно, по которому распространяется свет от источника света к приёмнику света (рис. 2.1.). Оптическое волокно должны быть чувствительно к изменению коэффициента преломления внешней среды на ограниченном участке, т.е. в том месте, где происходит его охлаждение. В этом случае при отсутствии на охлаждаемом участке волокна конденсата потерь света не происходит. Тогда как при выпадении конденсата значительная часть света выходит наружу, что приводит к снижению тока приёмника света. Конденсационное зеркало Измеряемая в этот момент термодатчиком температура в непосредственной близости от волокна и принимается за температуру точки росы. Для реализации этого способа фиксации момента появления конденсата, необходимо решить главную задачу - обеспечить чувствительность оптоволокна на ограниченном участке.

Кратко остановимся на законах оптики, лежащих в основе оптоволоконной технологии. Известно, что в разных средах луч света распространяется с разной скоростью. Максимальная скорость света - в вакууме, а при повышении плотности среды скорость света уменьшается. Попадая на границу двух прозрачных сред, луч света частично отражается, частично преломляется. Угол отраженного луча равен углу падающего, а угол преломленного луча зависит от соотношения показателей преломления сред (углы измеряются от нормали к поверхности). Согласно закону Снеллиуса (см. рисунок 2.2), произведения синуса угла падающего и преломленного луча на соответствующие показатели преломления сред равны.

Поставим теперь условие, чтобы преломленный луч не проникал во вторую среду, а двигался вдоль границы их раздела.

Формула (1) показывает наличие "эффекта полного отражения", на котором и основана оптоволоконная технология. Эффект состоит в том, что луч, попавший на границу двух сред (первая из которых должна иметь больший показатель преломления, чем вторая) под углом, большим критического, полностью от-ражается. Если же луч не просто попадает на границу двух сред, а проходит в цилиндрическом световоде (оптоволокне) между параллельными стенками, то при угле входа больше критического, он останется в сердцевине световода (рисунок 2.3.).

Результаты промышленных испытаний Анализатора точек росы газа

Из общетеоретических соображений следует, что наиболее благоприятные условия для работы Анализатора реализуются на установках адсорбционной подготовки газа, поскольку в осушаемом газе практически нет технологических примесей (или же они содержатся в минимальном количестве).

В отечественной практике функционируют пять установок адсорбционной осушки природного газа сеноманских залежей (месторождение Медвежье), причем в качестве адсорбента используется силикагель. Колонна адсорбционной осушки газа имеется на Астраханском ГПЗ с использованием в качестве адсорбента цеолитов. Кроме того, на всех АГНКС имеются блоки цеолитной доосушки газа, в которых газ готовится в соответствии с требованиями ГОСТ 27577-87. Блок цеолитовой доосушки газа имеется на КС «Береговая» на трассе газопровода «Голубой поток».

Наиболее жесткие требования по показателям качества газа реализуются на АГНКС, поскольку приборы должны обеспечивать определение точки росы газа по влаге до минус 50 С и давлении до 25 МПа. Кроме того, после компрессоров в доосушенном газе может присутствовать компрессорное масло (в виде аэрозоля). Учитывая эти обстоятельства, именно АГНКС были выбраны для проведения испытаний работоспособности и особенностей работы Анализатора КОНГ-Прима 4 на потоках осушенного газа по адсорбционной технологии [35].

По условиям эксплуатации прибора на АГНКС, для испытаний была использована модификация Анализатора с диапазоном измерения точки росы -50.. .+10 С, рассчитанная на давление до 25 МПа. Эта модификация отличается от базовой модели Анализатора (с диапазоном измерения точки росы -30.. .+30 С) наличием дополнительной ступени охлаждения (ДСО).

Необходимость ДСО определяется следующим. Известно, что термоэлектронные батареи (основной охлаждающий элемент Анализатора), обеспечивают максимальный перепад температур при минимальном теплопритоке к «холодной» грани и при максимально низкой теплопроводности рабочей среды между «холодной» и «горячей» гранями. Поэтому при увеличении давления рабочей газовой среды и, соответственно, увеличения ее теплопроводности, эффективность охлаждения падает. Особенно сильно это проявляется при давлениях более 10 МПа. Следовательно, для обеспечения измерения низких концентраций водяных паров (по точке росы до до минус 50С) при рабочем давлении (до 25 МПа) необходимо снизить температуру горячей грани термоэлектронной батареи. Эту функцию, собственно, и выполняет ДСО, принцип работы которой основывается на эффекте Джоуля-Томсона (охлаждение за счёт дросселирования природного газа). Схема системы газоподготовки Анализатора с ДСО приведена на рисунке 3.5. ДСО состоит из:

- встроенного дросселя в корпусе датчика прибора 6, обеспечивающего проток охлаждённого газа непосредственно под «горячей» гранью батареи;

- теплообменника 11, необходимого для повышения эффективности работы ДСО и снижения расхода газа на охлаждение, т.е. реализовано дополнительное охлаждение входного газового потока, поступающего на дроссель ступени выходным газовым потоком, поступающим с выхода дросселя ступени;

- электромагнитного клапана 10, выполняющего функцию исполнительного устройства высокого давления для создания соответствующего перепада давления на входе и выходе дросселя дополнительной ступени.

Рисунок 3.5. - Схема системы газоподготовки Анализатора с ДСО: 1 - фильтр; 2 - игольчатый вентиль высокого давления; 3 - манометр; 4 -игольчатый вентиль регулирования дополнительной ступени охлаждения; 5 -прибор «КОНГ-Прима»; 6 - корпус датчика прибора (с встроенным дросселем); 7 - редуктор давления; 8 - регулятор расхода газа; 9 - ротаметр; 10 - электромагнитный клапан; 11 - теплообменник.

В этой модификации Анализатора изменился алгоритм его функционирования, т. к. добавилась ветка автоматического управления электромагнитным клапаном. В итоге разработанная технология ДСО позволяет осуществить поддержание температуры горячей грани термоэлектронной батареи с точностью ±2 С, при перепаде температур до 80 С относительно температуры окружающей среды, что вполне достаточно для проведения процесса измерения точки росы. Кроме того ДСО позволяет, практически не снижая эффективности охлаждения, сбрасывать газ в газопровод низкого давления (Р 1,2МПа), т.е. практически исключить потери газа на работу дополнительной ступени охлаждения (при работе рассматриваемой модификации Анализатора на АГНКС).

Испытания Анализатора проводились на АГНКС 500 №1 предприятия «Югтрансгаз». Анализатор работал в режиме циклического охлаждения/нагрева (подраздел 2.4) и измерял точку росы по гидратам. Если измеренная точка ро сы была ниже минус 50 С, то на индикатор Анализатора и на его токовые выходы выдавалось фиксированное значение - точка росы минус 50С.

Анализатор был установлен внутри компрессорного цеха АГНКС сразу после адсорберов (рисунок 3.6). Испытания Анализатора «КОНГ-Прима-4» проводились в три этапа.

На первом этапе проверялась принципиальная возможность измерения низких значений точки росы Анализатором.

На втором этапе проверялась работоспособность Анализатора при работе в автоматическом режиме в реальных условиях эксплуатации.

На третьем этапе оценивалась безотказность при длительной работе Анализатора в реальных условиях эксплуатации и влияние на его работу технологических примесей (в первую очередь компрессорного масла).

Используемый на АГНКС природный газ поступает на нее со Сторожевского ЛПУ МГ ООО «Югтрансгаз» при давлении 0,6...1,2 МПа через ГРС. (В результате дросселирования газа на ГРС, его температура точки росы понижается и входной контроль не производится). Усредненный состав газа приведен в таблице 3.11.

Автоматическое управление абсорбционным процессом осушки газа

Системы автоматического управления процессом абсорбционной осушки газа строятся по различным схемам. В основном применяют принцип регулирования [43] - соотношения «расход газа - расход абсорбента» с коррекцией по отклонению влажности газа от заданного значения. Основным элементом системы регулирования служит датчик точки росы.

Регулирование соотношения «расход газа - расход абсорбента» сводится к поддержанию максимального расхода регенерированного диэтиленгликоля, постоянной его концентрации и постоянной температуры контакта фаз. Максимальным расходом называют такой расход абсорбента, который при максимальном расходе газа обеспечивает заданную степень осушки газа.

Система управления в этом случае представлена на рисунке 4.1.

Автоматическая стабилизация температуры контакта обеспечивается системами автоматического регулирования температуры газа 1, 2 и раствора абсорбента. Согласование потоков жидкости, поступающей и уходящей с абсорбера, осуществляется автоматической системой регулятора уровня 5.

Автоматическое регулирование расхода газа в заданных пределах определяется регулятором расхода 4. На выходе абсорбера установлен датчик влажности, по показаниям которого регулируется расход ДЭГа.

Использование в этой схеме в качестве датчика влажности автоматического Анализатора «КОНГ-Прима-4» позволяет автоматизировать процесс подачи необходимого количества ДЭГа в абсорбер в зависимости от измеренного значения точки росы и сохранения, таким образом, необходимого соотношения «расход газа - расход ДЭГа». Кроме этого, использование Анализатора на выходе каждого абсорбера позволит определить для него наиболее оптимальный расход газа и дает возможность перераспределять расход между абсорберами для повышения эффективности работы многониточной установки осушки в целом.

Из вышеприведенного анализа следует, что основной задачей системы автоматического регулирования на установкам абсорбционной осушки газа, решаемой с помощью Анализатора, является оптимизация работы осушки за счёт перераспределения газовых потоков между абсорберами с учётом оптимального соотношения «расход газа - расход ДЭГа» для каждого абсорбера. На СПХГ, оборудованных системой автоматического воздушного охлаждения газа (АВО), к оптимизации параметра «расход газа - расход ДЭГа» добавляется оптимизация ещё одного технологического параметра работы осушки - температуры контакта.

С помощью Анализатора можно получить полную кривую конденсации природного газа по водной фазе (по водометанольному раствору) как функцию давления, что в принципиальном отношении даёт возможность оценивать содержание метанола в исследуемом газе. Это связано с тем, что температуры точки конденсации водометанольного раствора при различном содержании метанола в природном газе, совпадающие при одном давлении, при других давлениях уже отличаются (см. таблицу 4.1, в которой для газов с разным содержанием паров метанола при фиксированном давлении 8 МПа, задана одна и та же точка росы газа по водометанольному раствору минус 10 С).

Однако термодинамика рассматриваемого процесса (т.е. зависимость ТТР по BMP от давления) такова, что по зависимости температуры точек росы газа по BMP от давления (сравнивая эту кривую с эталонной, полученной в отсутствии паров метанола в газе) мы можем практически оценить наличие метанола в газе только при его содержании не менее 300 - 400 г/1000 м3. В тоже время, как показали методические лабораторные эксперименты, наличие паров спир 118 та в газе весьма существенно влияет на динамику (кинетику) процесса конденсации водоспиртового раствора при заданной (фиксированной) скорости охлаждения конденсационного зеркала прибора. В указанных лабораторных экспериментах в качестве алифатического спирта использовался этанол, тогда как имеющиеся теоретические соображения показывают, что наличие в газе метанола еще более отчетливо влияет на кинетику конденсации водной фазы на чувствительном элементе конденсационного прибора.

Таким образом, сочетание термодинамического и кинетического аспектов конденсации BMP в принципиальном отношении дает возможность с помощью Анализатора определять содержание паров метанола в газе практически на количественном (или по крайней мере на полуколичественном) уровне. Таблица 4.1

Расчетная зависимость точек росы природного газа по водо-метанольному раствору (ТТР по BMP) от давления при различной концентрации метанола в природном газе (зафиксирована точка росы газа при давлении 8,0 МПа, равная минус 10 С).

Похожие диссертации на Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа