在线分析小屋在国内长输管线上的应用
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【摘要】天然气作为天然能源从地下产出，一般来说均含有一定量的硫化氢、水气、二氧化碳和氮气等杂质。为了分析天然气气质的含量，减少杂质对天然气储运、计量、使用中带来的负面影响，近年来在线色谱分析仪被大量的使用。本文主要针对分析小屋的一般配置说明在线分析小屋在国内长输管线中的应用。小屋内的分析仪表有硫化氢分析仪，色谱分析仪和水露点分析仪等。
【关键词】分析小屋 在线色谱分析仪 水露点分析仪 硫化氢分析仪
一、分析小屋概述
（一）在线分析小屋构成
在线分析小屋，是一种安装分析仪的封闭型构筑物，分析仪的操作维护在小屋内进行。在线分析仪安装在天然气集数站场，需要不同程度的气候和环境保护，以确保仪器使用性能并利于维护。因此分析小屋集在线分析仪表及所其需载气、标气等基本设施于一体的同时，还配备有供防爆空调、防爆照明、防爆电暖器等设备，以维持小屋内部合适的环境条件。
（二）在线分析小屋流程图
图1 分析小屋流程图
二、在线色谱分析仪
（一）在线色谱分析仪概述及组成
本文采用ABB NGC8206色谱分析仪，该色谱的优点体积小，维护方便。色谱分析仪与流量计，流量计算机、配套成计量系统来使用。其主要组成部分如下：
（1）气路控制系统：主要作用是为保证进样系统、色谱柱系统和检测器的正常工作提供稳定的载气和有关辅助气。
（2）进样系统：主要作用是与各种形式的进样器相配合，使有关样品快速并定量地送到各类型色谱柱中进行色谱分离。
（3）色谱柱和柱箱：色谱柱的作用就是分离混合物样品中的有关组分。是色谱分析工作的关键部分。柱箱就是安装和容纳各种色谱柱的精密控温的炉箱，是色谱仪的一个重要组成部分。
（4）检测器：检测器是气相色谱仪的心脏部件，它的功能就是把随载气流出色谱柱的各种组分进行非电量转换，即将组分的浓度量转变为电信号，方便测量和处理。
（5）数据记录与处理系统：气相色谱检测器将样品组分转换成电讯号后，就需要在检测电路输出端连接一个对输出讯号进行记录和数据处理的装置，随着计算机技术的普及应用，采用专用的色谱数据采集卡（可与色谱仪直接联用），再配置一套相应的软件就成为色谱分析工作站。
（二）在线色谱分析仪的工作原理
色谱仪利用色谱柱先将混合物分离，然后利用检测器依次检测已分离出来的组分。载气在分析过程中连续地以一定流速流过色谱柱；而样品则只是一次一次地注入，每注入一次得到一次分析结果。样品在色谱柱中得以分离是基于热力学性质的差异。固定相与样品中的各组分具有不同的亲合力。当载气带着样品连续地通过色谱柱时，亲合力大的组分在色谱柱中移动速度慢，因为亲合力大意味着固定相拉住它的力量大。亲合力小的则移动快。经过一定时间，即载气带着它们在柱中走过一段距离后，不同的组分开始分离。检测器对每个进入的组分都给出一个相应的信号。将从样品注入载气为计时起点，到各组分经分离后依次进入检测器，检测器给出对应于各组分的最大信号所经历的时间称为各组分的保留时间。实践证明，在条件一定时，不同组分的保留时间也是一定的。因此，反过来可以从保留时间推断出该组分是何种物质。 检测器对每个组分所给出的信号，在记录仪上表现为一个个的峰，称为色谱峰。一个混合物样品注入后，由记录仪记录得到的曲线，称为色谱图。分析色谱图就可以得到定性分析和定量分析结果。
三、H2S分析仪
（1）H2S分析仪概述。本文采用EVENT330型H2S分析仪。此型号的硫化氢分析仪是用醋酸铅纸带法，优点是精度高，缺点是醋酸铅溶液有毒，维护周期短（换纸带，醋酸铅溶液）。
（2）H2S分析仪操作原理。330分析仪利用天然气组分中只有硫化氢才会与醋酸铅反应的原理，使纸带着上褐色的斑点。硫化氢的含量与醋酸铅纸带上颜色的变化成正比。330分析仪的电子元件能将颜色的深浅转换成H2S的浓度。
四、水露点分析仪
（一）水露点分析仪概述
本文采用Promet EExd水露点分析仪，水露点分析仪可以连续、自动测量过程天然气中的水分含量，运用的主要部件为陶瓷氧化铝传感器。此款分析系统由湿度测量传感器单元、置于防爆外壳中的控制电路和显示界面组成。
（二）水露点分析仪工作原理
PROMET EExd采用厚薄薄膜技术金属化的陶瓷氧化铝，可以测量低于10ppbV的水含量，同时最高能承受300barg的压力。和传统氧化铝技术不同的是，陶瓷氧化铝传感器的陶瓷基底可以充分应对工况运行或关闭时产生的压力突变导致的传感器断裂毁坏，同时传感器内部特性使其可以长时间抵抗气体中的腐蚀性物质。陶瓷氧化铝传感器能感受到气体中水气分压的变化，而水气分压是直接与露点温度相关的。因此可以通过感受到的水气分压来计算出相应的露点值。
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