浅析天然气取样常用方法及其对分析结果的影响

邹伟

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2019.0414

浅析天然气取样常用方法及其对分析结果的影响

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2019.0414

邹伟

中国石化天然气分公司计量研究中心，武汉 430073

详细信息

作者简介:
邹伟（1988-），中国石化天然气分公司计量研究中心工程师，研究方向：天然气计量与组成分析，邮箱：zouwei2006@163.com

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出版历程
- 网络出版日期: 2021-07-02

Analysis of the Common Methods of Natural Gas Sampling and the Influence on Analysis Results

ZOU Wei

Measurement Research Center of Sinopec Natural Gas Branch, Wuhan 430073, China

摘要

摘要: 依据GB/T 13609-2017《天然气取样导则》，详细介绍了天然气取样方法的分类、各自的技术特点以及行业应用，特别是对间接取样方法在天然气分析检测中的使用进行了全面的分析研究。通过使用充气排空法、控制流量法和预充氦气法3种取样方法，探索了不同的取样方法对分析结果的影响。结果表明，充气排空法操作简单，便于掌握，对样品分析结果影响较小，该方法可以很好地用于天然气间接取样。
- 天然气 /
- 取样方法 /
- 组成分析 /
- 充气排空法
Abstract: According to GB/T 13609-2017 "Natural Gas Sampling Guidelines", the classification of natural gas sampling methods, their respective technical characteristics, and industry applications are introduced in detail, especially the use of indirect sampling methods in natural gas analysis and testing is comprehensively analyzed and studied. The influences of different sampling methods on the analysis results were explored by using three sampling methods: aeration method, controlled flow method, and prefilled helium gas method. The results show that the aeration method is simple to operate and has little influence on the analysis results, which can be applied to the indirect sampling of natural gas.
- natural gas /
- sampling method /
- composition analysis /
- aeration method

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图 1 取样方法分类

Figure 1. Classification of sampling methods

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图 2 取样技术实施过程

Figure 2. Implementation process of sampling

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图 3 天然气含量统计

Figure 3. Natural gas content statistics

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表 1 五种间接取样方法对比

Table 1. Comparison of five indirect sampling methods

方法	适用条件	特点
充气排空法	样品容器温度等于或高于气源温度，气源压力应大于大气压。	优点：操作简单；缺点：根据取样压力，判定吹扫次数。
控制流量法	样品容器温度等于或高于气源温度，气源压力应大于大气压。	优点：无需判定吹扫次数；缺点：取样阀门和取样管线尺寸应较大，保障管道产生足够大的流量。
抽空容器法	在样品采集前预先将气瓶抽真空，样品容器上的阀和附件应处于良好状况且不应有泄漏。	优点：不受气源温度和压力的限制；缺点：但前期处理比较困难。
预充氦气法	在样品采集前预先将气瓶用氦气封存，样品容器上的阀和附件应处于良好状况且不应有泄漏。	优点：不受气源温度和压力的限制；缺点：不能测定天然气中的氦气成分。
移动活塞气瓶法	一般在管道压力下，用可伴热的取样导管将样品充入移动活塞气瓶。	优点：分析结果与正确的在线分析结果非常吻合；缺点：需有供电设备，对安全性要求较高。

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表 2 三种取样方法分析结果

Table 2. Analysis results of three sampling methods

方法	充气排空法				控制流量法				预充氦气法
编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
N₂	0.5275	0.5566	0.5322	0.5288	0.5582	0.5552	0.5547	0.5552	0.5876	0.5681	0.567	0.5703
CO₂	1.1716	1.1724	1.1709	1.1727	1.1646	1.1657	1.1648	1.1631	1.1627	1.1655	1.1668	1.1674
CH₄	92.5500	92.4363	92.5312	92.5205	92.268	92.0016	92.0647	91.7365	92.2067	92.1652	92.2757	92.335
C₂H₆	4.1718	4.2003	4.1750	4.1843	4.1603	4.1883	4.1609	4.1948	4.1373	4.1493	4.1429	4.1412
C₃H₈	0.9354	0.9414	0.9387	0.9392	0.9373	0.9709	0.9541	0.9843	0.9573	0.9616	0.9596	0.9568
iC₄H₁₀	0.1550	0.1569	0.1559	0.1561	0.1577	0.171	0.1642	0.1765	0.1651	0.1666	0.1646	0.1632
nC₄H₁₀	0.1960	0.1848	0.1829	0.1834	0.1858	0.2102	0.2001	0.2231	0.2014	0.2037	0.1998	0.197
iC₅H₁₂	0.0748	0.0791	0.0772	0.0766	0.0812	0.1048	0.0982	0.1191	0.0994	0.1011	0.0951	0.0922
nC₅H₁₂	0.0434	0.0469	0.0448	0.0447	0.0483	0.066	0.0634	0.0789	0.0623	0.0641	0.0582	0.0559
C₆₊	0.1743	0.2253	0.1913	0.1936	0.4386	0.5663	0.5749	0.7685	0.4201	0.4549	0.3703	0.3209

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表 3 三种取样方法测量平均值

Table 3. Three sampling methods to measure the average

方法	充气排空法	控制流量法	预充氦气法
N₂	0.5288	0.5558	0.5733
CO₂	1.1719	1.1646	1.1656
CH₄	92.5171	92.0177	92.2457
C₂H₆	4.1829	4.1761	4.1427
C₃H₈	0.9387	0.9617	0.9588
iC₄H₁₀	0.1560	0.1674	0.1649
nC₄H₁₀	0.1868	0.2048	0.2005
iC₅H₁₂	0.0769	0.1008	0.0970
nC₅H₁₂	0.0450	0.0642	0.0601
C₆₊	0.1961	0.5871	0.3916

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