что такое точка росы газа
Понятие о температуре точки росы природного газа. Физический принцип определения точки росы конденсационным методом
Точка росы – температура, при которой водяной пар во владном газе, охлаждаемый изобарически (при P=const) становится насыщенным.
Точка росы природного газа — температура (при фиксированном давлении), при которой из газа начинает выделяться конденсированная (жидкая или твердая) фаза. Таким образом, точка росы газа — это минимально возможная температура, когда природная углеводородная система находится в однофазном газообразном состоянии, а при дальнейшем снижении температуры из газа выделяется первая капля (или кристаллик) конденсированной фазы. Применительно к природному газу практический интерес представляют точки росы по углеводородам (углеводородному конденсату) и по водной (неуглеводородной) фазе. Точка росы газа определяется приборами конденсационного типа.
Конденсационный метод – определение влажности газа (метод определения точки росы) основан на измерении температуры начала конденсации влаги на плоской поверхности охлажденного тела при достижении равенства давления насыщенных водяных паров исследуемого газа и рабочего давления.
В гигрометрах, основанных на конденсационном методе определяется температура, до которой необходимо охладить прилегающие к охлаждаемой поверхности слои влажного газа, для того чтобы довести его до состояния насыщения при рабочем давлении.
Важным преимуществом приборов, использующих этот метод, является независимость определяемой температуры точки росы от температуры анализируемого газа.
Зная температуру точки росы и температуру анализируемого газа можно вычислить относительную влажность по формуле: j=P1/P2, где P1 и P2 – соответствующие значения парциальных давлений ненасыщенного водяного пара в газе и насыщенного при постоянной температуре.
Над поверхностью зеркала внутри корпуса пропускается исследуемый газ от нагретого конца к холодному.
При соответствующих температурах на поверхности зеркала выпадает налет влаги, углеводородного конденсата и кристаллов гидрата, образуя четкие границы. Температура этих границ соответствующим точкам росы и гидратообразования, определяется по 6 установленными в тело прибора термометрам.
Отсчет на шкале зеркальной поверхности осуществляется визуально через предусмотренное для этой цели окно. Давление газа в корпусе контролируется манометром.
Для охлаждения поверхности конденсации может использоваться:
· Эффект расширения струи газа за дросселем
· Испарение жидких веществ с низкой температурой кипения (эфир, сжиженные углеводороды, жидкий азот и др.)
· Обратный термоэлектрический эффект (холодильники Пелтье)
· Охлаждение с помощью вихревой трубы
Фиксация момента начала конденсации может определяться следующим образом:
· Оптически (визуально или с помощью фотоэлементов)
· Кондуктометрически (сопротивление между электродами)
· Радиоактивно (рассеивание пучка радиоактивнывных частиц сконденсированной пленкой влаги)
· Резонансным (изменение резонансной частоты при осаждении влаги в полости резонатора на сверхвысоких частотах)
Важным преимуществом приборов использующих этот метод является независимость определяемой температуры точки росы от температуры анализируемого газа. Зная точки росы и температуры анализируемого газа можно вычислить относительную влажность по формуле:
φ=Р1/Р2, где Р1 – парциальное давление ненасыщенного водяного пара в газе; Р2 – парциальное давление насыщенного водяного пара при той же температуре
Влажность природного газа. Точка “росы” газа по влаге.
Количество влаги в МГП зависит от качества подготовки газа к транспорту.
В МГП транспортируемый газ может насыщаться влагой, оставшейся в ГП после гидравлических испытаний или ремонтных работ на ГП.
Содержание влаги в газе характеризуется относительной и абсолютной влажностью.
Точкой росы по влаге является температура ( о С), выше которой при определённом давлении не происходит конденсация паров воды из газа.
Равновесное влагосодержание газа может определяться по уравнению Бюкачека:
А – влагоёмкость идеального газа при Рат, г/м 3 ;
11.Определение зоны образования гидратов в ГП.
Для образования гидратов необходимо наличие капельной воды и определённый термодинамический режим внутри ГП. Наличие воды в жидкой фазе хотя и является обязательным условием, но не достаточным для образования гидратов.
Условия гидратообразования можно рассчитать по следующим уравнениям:
1) при положительных температурах гидратообразования: tг=18,47*lgP – B + 18,65
где tг-равновесная температура гидратообразований, о С; Р-равновесное давление гидратообразований (ГО), МПа; В, В 1-эмпирические коэффициенты, значения которых зависят от приведенной плотности газа.
График определения зоны возможного гидратообразования в МГП
Зону возможного гидратообразования в МГП определяют след. образом:
Для данного участка ГП строят кривые изменения давления (1), кривую изменения температуры (2), и используют формулы или график гидратообразования зависимости температуры от давления, наносят на этот график линию равновесной температуры гидратообразования (3) для данного участка ГП.
Кроме основных условий гидратообразования существуют и побочные: турбулентность движения газа; повороты Гп; сужения ГП и т.д.(т.е. те факторы, которые приводят к перемешиванию потока).
12. Методы предупреждения и борьбы с гидратообразованием.
Гидраты углеводородов газов являются неустойчивыми хим. соединениями углеводородов с водой, существующими при определенных давлениях и температурах, при отсутствии хотя бы одного из условий, гидраты самопроизвольно разрушаются.
Методы предупреждения образования гидратов:
1) Осушка газа на промыслах.
2) Поддержание температуры газа выше температуры гидратообразования, путём предварительного подогрева газа;
3) Снижение давления газа в ГП ниже равновесного давления образования гидратов.
4) Добавление ингибиторов в ГП гидратообразования (метиловый спирт, хлористый кальций). Введение в поток газа ингибиторы гидратообразования частично поглощают водяные паря и переводят их в раствор, не образующий гидратов или образующий его при более низких температурах.
Методы борьбы с гидратами:
1) Снижение давления газа в ГП ниже равновесного давления образования гидратов. Этот метод применяют в качестве аварийного, при закупорке ГП гидратной пробкой. Ликвидация гидратов путём снижения давления связана с выбросом газа в атмосферу или снижением пропускной способности ГП. При ликвидации гидратной пробки участок ГП отключают, освобождают от газа, перепуская его в соседний ГП, либо стравливают в атмосферу, давление снижают до тех пор, пока температура гидратообразования не станет ниже температуры газа, в результате чего гидратная пробка разрушится;
2) Наиболее широко, в качестве метода борьбы с гидратообразованием, применяют ввод в ГП ингибиторов, т.е. веществ, препятствующих гидратообразованию.
13.Определение количества метанола для предотвращения образования гидратов.
Точка росы газа tтр ; производительность ГП q; среднее давление в ГП Рср; минимальная температура в ГП tмин ; относительная плотность газа по воздуху D.
1) определение влагосодержания газа в1 (г/м 3 ), поступающего в МГ при Рср и tтр
2) определение в2 (г/м 3 ), при Рср и tмин.
3) определяем количества воды, выпавшей в ГП за сутки: qв=(в1-в2)*q
4) определяем равновесную температуру гидратообразования (по Рср и D) tг:
4.1) при положительных температурах гидратообразования: tг=18,47*lgP – B + 18,65
где tг-равновесная температура гидратообразований, о С; Р-равновесное давление гидратообразований (ГО), МПа; В, В 1-эмпирические коэффициенты, значения которых зависят от приведенной плотности газа.
Вводимый в МГ ингибитор гидратообразования (метанол) расходуется на насыщение газовой фазы и растворяется в водном растворе и углеводородном конденсате, образовавшихся в ГП при изменении термодинамических параметров. Отсюда необходимое количество ингибитора равно: Gм = Gв + Gг + Gк, где Gм – удельный расход закачиваемого в ГП метанола; Gв – удельное количество метанола насыщенного водного раствора; Gг – удельное количество метанола для насыщения газовой фазы; Gк – удельное количемство метанола для растворения в жидкой углеводородной фазе.
6) по графику определяем содержание метанола в воде для понижения температуры гидратообразования Мж (D tг);
7) определяем кол-во метанола для насыщения водного раствора:
8) определяем кол-во метанола для насыщения газа Gг = 0,001·а·Мж, где а – отношение содержания метанола в газе, необходимое для насыщения газа к концетрации метанола в жидкости.
9) Общий удельный расход метанола
Gм = Gв + Gг и суточный расход Gм сут = Gм*q.
Что такое точка росы газа
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГАЗЫ ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ
Определение температуры точки росы по углеводородам
Natural combustible gases. Determination of hydrocarbon dew point temperature
Дата введения 2011-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Газпром ВНИИГАЗ»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 52 «Природный и сжиженные газы»
5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к выполнению измерений температуры точки росы по углеводородам (
) визуальным и автоматическим конденсационными методами в газах горючих природных (ГГП), поступающих с промысловых установок подготовки, подземных хранилищ газа и газоперерабатывающих заводов в магистральные газопроводы, транспортируемых по ним и поставляемых потребителям.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.0.004 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.1.044 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.4.009 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание
ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 2405 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия
ГОСТ 5556 Вата медицинская гигроскопическая. Технические условия
ГОСТ 5962 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия
ГОСТ 8050 Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия
ГОСТ 13045 Ротаметры. Общие технические условия
ГОСТ 14162 Трубки стальные малых размеров (капиллярные). Технические условия
ГОСТ 14254 (IEC 60529:2013) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)
ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 20448 Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия
ГОСТ 21443 Газы углеводородные сжиженные, поставляемые на экспорт. Технические условия
ГОСТ 27578 Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия
ГОСТ 28498 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 30852.0 (МЭК 60079-0:1998) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования
ГОСТ 30852.1 (МЭК 60079-1:1998) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка»
ГОСТ 30852.4 (МЭК 60079-4:1975) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 4. Метод определения температуры самовоспламенения
ГОСТ 30852.10 (МЭК 60079-11:1999) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь i
ГОСТ 31370-2008 (ИСО 10715:1997) Газ природный. Руководство по отбору проб
ГОСТ Р 51104 Газы Российского региона углеводородные сжиженные, поставляемые на экспорт. Технические условия
ГОСТ Р 52087 Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия
ГОСТ Р 55878 Спирт этиловый технический ректификованный гидролизный. Технические условия
ГОСТ Р 58577 Правила установления нормативов допустимых выбросов загрязняющих веществ проектируемыми и действующими хозяйствующими субъектами и методы определения этих нормативов
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 конденсационный анализатор ТТР : Средство измерений 
, в котором реализован визуальный или автоматический конденсационный метод измерений.
3.2 визуальный конденсационный анализатор ТТР : Конденсационный анализатор 
, при выполнении измерений которым наличие росы на конденсационной поверхности фиксирует лицо, выполняющее измерение.
3.3 автоматический конденсационный анализатор ТТР : Конденсационный анализатор 
, при выполнении измерений которым наличие росы на конденсационной поверхности фиксирует оптическая система.
1 Оптическая система состоит из источника и приемника электромагнитного излучения, которое в зависимости от модели гигрометра может находиться в диапазоне от видимого до радиочастотного.
2 В некоторых типах автоматических конденсационных анализаторов 
предусмотрена функция визуального контроля процесса образования росы на конденсационной поверхности.
3.4 переносной конденсационный анализатор ТТР : Конденсационный анализатор 
, предназначенный для проведения измерений в различных точках отбора пробы.
3.5 потоковый конденсационный анализатор ТТР : Конденсационный анализатор 
, стационарно располагающийся в непосредственной близости от точки отбора пробы, который осуществляет измерения в автоматическом непрерывном режиме.
4 Требования безопасности
4.1 ГГП является газообразным малотоксичным пожаровзрывоопасным продуктом. По токсикологической характеристике ГГП относят к веществам 4-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007.
4.3 Концентрацию вредных веществ в воздухе рабочей зоны при работе с ГГП определяют газоанализаторами, отвечающими требованиям ГОСТ 12.1.005.
4.5 Требования безопасности должны быть не ниже требований ГОСТ 12.1.004 и правил безопасности [2]-[5].
4.6 При отборе проб ГГП и проведении испытаний соблюдают требования правил безопасности [2] и правила электробезопасности по ГОСТ 12.1.019.
4.7 Работающие с ГГП должны выполнять требования правил безопасности [6] и быть обучены правилам безопасности труда в соответствии с ГОСТ 12.0.004.
4.8 Санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны должны соответствовать ГОСТ 12.1.005.
4.9 Все здания и помещения, в которых проводят операции с ГГП, должны быть обеспечены вентиляцией, отвечающей требованиям ГОСТ 12.4.021, соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009. Искусственное освещение и электрооборудование зданий и помещений должно отвечать требованиям взрывобезопасности ГОСТ 30852.0, а также в них должен быть предусмотрен комплекс противопожарных мероприятий в соответствии с правилами пожарной безопасности [5], строительными нормами и правилами [7], [8], нормами пожарной безопасности [9].
5 Требования охраны окружающей среды
5.2 Гигиенические требования к охране атмосферного воздуха населенных мест регламентируются санитарными правилами и нормами [10].
6 Требования к квалификации персонала
6.1 Операции, предшествующие выполнению измерений в соответствии с настоящим стандартом, проводят лица, имеющие квалификацию не ниже оператора 3-го разряда по справочнику [11].
6.3 Лица, указанные в 6.1 и 6.2, должны пройти обучение методам, изложенным в настоящем стандарте, и обязательный инструктаж по технике безопасности, а также иметь допуск к работе с горючими газами и газами, находящимися под давлением.
Измерение точки росы в газовом трубопроводе
На сегодняшний день мы переживаем бум развития газопроводного транспорта, связанного с высоким уровнем газодобычи и целесообразностью его поставки непосредственному заказчику самым экономически выгодным методом. Осуществлять поставку газа по трубопроводам менее проблематично и наиболее рентабельно в сравнении с прочими видами транспорта, потому что газ поступает потребителю беспрерывно и почти без потерь напрямую из его залежей или газохранилищ.
Рассмотрим основные достоинства природного газа:
С другой стороны существуют и отрицательные моменты – это взрывопожароопасность природного газа, но это ни в коем случае не умаляет всех его неоспоримых преимуществ относительно других видов топлива.
В действительности применяют несколько вариантов осушки природного газа перед его поставкой клиентам:
Это незаменимые приборы для подготовки природного газа к транспортировке по трубопроводам. Существует большое количество исключительных факторов, характерных для природного газа, которым необходимо уделять особое внимание, в некоторых случаях, они могут влиять на надежность прибора и точность его показаний. Поэтому при заказе гигрометра требуется обсуждать все нюансы применения прибора, чтобы найти наилучший вариант, удовлетворяющий технологическому процессу, для контроля которого он приобретается.
ИВГ-1. Зачем нужен прибор для измерения точки росы газа?
Определение низких концентраций влаги в единицах точки росы в технологических газах является распространенной задачей во многих отраслях промышленности. Содержание влаги при производстве, транспортировке и хранении разных видов продукции регламентируется нормативами каждой отрасли. Эти правила определяют условия технологических процессов, которые в некоторых случаях являются весьма жесткими. Действующие стандарты предъявляют высокие требования к используемому контрольному оборудованию, поэтому важно правильно выбрать точный гигрометр, который надежно и с высокой достоверностью измерит содержание влаги в газе. Компания «ЭКСИС» на протяжении многих лет производит и поставляет специализированные измерители точки росы (гигрометры) серии ИВГ-1 для контроля влаги в воздухе и неагрессивных технологических газовых средах. В статье мы рассмотрим, что такое точка росы газа, почему важно проводить ее измерения и какими характеристиками обладают гигрометры ИВГ-1 для ее измерений в разных отраслях промышленности.
Точка росы: что это и в чем опасность высокой влажности
Для большинства технологических процессов является критичным даже небольшое количество влаги в технологических газовых средах. Многие технологические процессы должны проходить в средах с минимальным количеством влаги в них для достижения нужных результатов. Например, жесткие требования предъявляются к производству микроэлектронных компонентов для исключения брака при выращивании кристаллов, вакуумно-плазменном травлении, и на других этапах производства электронных компонентов. Наиболее часто основной проблемой высокой влажности в газе является коррозия материалов, контактирующих с ним, кроме того, влага в газе может иметь отрицательное влияние на течение химических процессов. В связи с этим в нефтехимической, химической отраслях и энергетике задача определения микровлажности газовых сред также является весьма актуальной.
Прибор для измерения точки росы ИВГ-1
Конструкция и ПО
Прибор состоит из измерительного преобразователя и блока регистрации и индикации. Чувствительным элементом измерительного преобразователя влажности является емкостной сенсор сорбционного типа. Измерение температуры выполняется платиновым терморезистором. В зависимости от назначения приборы производятся в портативном (модели ИВГ-1 К-П, ИВГ-1 К-П-1, ИВГ-1 К-П-Т), стационарном (от 1 до 16 измерительных каналов, с реле и/или аналоговыми выходами) и щитовом (для установки в технологические щиты управления ИВГ-1 /1-Щ-YP-ZA, ИВГ-1 /2-Щ2-YP-ZA) исполнении. Стационарные измерители-регуляторы точки росы ИВГ-1 кроме контроля могут осуществлять регулирование влажности технологических газовых сред при подключении к ним специальных исполнительных устройств. Все приборы снабжены интерфейсами связи с компьютером, могут настраиваться через компьютер и без его использования. Специальное программное обеспечение EVL делает работу с прибором удобной и эффективной. Инструкция по применению гигрометра содержит максимально полное и понятное описание всех функций устройства, что позволяет его использовать без специального обучения.
Основные характеристики
Гигрометры производства АО «ЭКСИС» обладают следующими техническими характеристиками:
Применение
Заложенный в гигрометр принцип работы позволяет применять его для измерения точки росы воздуха, неагрессивных технологических газовых сред (азот, аргон, гелий, кислород, водород, элегаз) и природного газа.
Гигрометры точки росы ИВГ-1 применяются в производстве:
Гигрометры точки росы ИВГ-1 находят широкое применение и в переработке и транспортировке углеводородов, в том числе природного газа.
Кроме того, в технических отраслях промышленности, таких как автомобильная, аэрокосмическая, железнодорожная, также используются приборы измерения точки росы в газе.
Все приборы для измерения точки росы от АО «ЭКСИС» имеют срок службы более 5 лет и заводскую гарантию. Предприятие осуществляет сервисное обслуживание и поверку производимых гигрометров.