CNG水露点测定分析

波长的能量源相撞击时，从而发生振动，吸收能
量，通过测量能量的变化，便可以确定水分子的浓
度。
2） 测定结果影响因素。激光吸收光谱式在线测
定是一项新技术，目前尚无相关国家标准。据资料
介绍，该水分测定仪具有良好的重复性、响应速
度、线性和可靠性。与其他测试方法的比对结果显
示，该测试技术准确可靠，具有良好的现场稳定性
A＝εbc
（1）
式中 A 为吸收率；ε为目标样品气体的摩尔吸收率，
L／（g·cm）；b 为光程，cm；c 为样品气体浓度，g／L。
水分的浓度与光的吸收率之间具有显著的线
性关系，且不同的物质对光能量的吸收具有很强的
选择性，通常只在其特征波长处产生最大吸收。水
分子的特征吸收波长为 1.877 um。当水分子与某个
此时的镜面温度即为通过仪器的被测气体的露点。 2） 测定结果影响因素。GB／T17283《天然气水
露点的测定 冷却镜面凝析湿度计法》已对冷却镜面凝 析湿度计法规定了详细的操作标准，同时 GB18047-2000 中 规 定 天 然 气 水 露 点 的 测 定 应 按 GB／T17283 执行，但该方法所用检测仪器价格昂 贵，操作复杂，对测定结果的影响因素也颇多， 如：被检气体流速、镜面冷却速度、环境温度、被 检气气质和人为因素等 。 [2]
2011 年 第 5 卷·第 3 期
天然气技术与经济
Natural Gas Technology and Economy
doi：10. 3969／j. issn. 2095－1132. 2011. 03. 016
Vol.5，No.3
Jun.2011
CNG 水 露 点 测 定 方 法 研 讨
魏滨
（中国石油西南油气田公司销售分公司，四川 成都 610000）
摘 要 为研讨冷却镜面凝析湿度计法、电解式测定法和激光吸收光谱法 3 种 CNG 水露点测定方法测定结果 的误差影响因素，以中国石油西南油气田公司销售分公司雅安 CNG 加气一站和加气二站 CNG 水露点测定结果为 例，依据 3 种 CNG 水露点测定方法的测定原理，分析比较了 3 种不同测定方法的各自影响因素，在此基础上得出 了雅安 CNG 加气站水露点测定结果存在差异的原因，并提出了相应建议。
国家质量监督等部门检验 CNG 水露点采用冷却 镜面凝析湿度计法。该检验方法在-25～5℃的测量 范围内，使用自动测定仪时，测量的准确度为± 1℃。使用手动装置时，测量的准确度则取决于烃的 含量，在多数情况下，可以获得±2℃的准确度。检 验时，操作人员应严格执行 GB17283-1998 《天然气 水露点的测定 冷却镜面凝析湿度计法》，并进行多次 测量，提高准确度。
收稿日期：2011－04－07 修订日期：2011－05－12 作者简介：魏滨 （1982-），从事 CNG 加气站安全管理工作。E-mail：weibin240@163.com
54 /Natural Gas Technology and Economy
总第 27 期
天然气技术与经济·处理与加工
2011 年
（编辑：周娟）
天然气技术与经济／ 55
油气储运，2007，26（10）：51-52. ［3］ 朱清澄，黄海波，何太碧. CNG 加气站几个安全技术问
题［J］. 西华大学学报，2006，25（1）：14-15. ［4］ 刘鸿，杨建明，卢勇，等. 激光吸收光谱技术在天然气水
分测试中的应用［J］. 加工利用，2010， 30（8）：87-89.
和较低的维护成本。
2 实例分析
2009 年 5 月 16 日雅安 CNG 加气一站和二站分别 采用不同的测定方法对 CNG 气质进行了测定，测定 结果见表 1。
表 1 雅安 CNG 加气 一 站水露点测定结果表
测定结果
测定方法 冷却镜面凝析湿度计法 激光吸收光谱式 在线测定法 电解式在线测定仪法
第一次 第二次 第三次 平均值 －25℃ －28℃ －27℃ －26.3℃ －35℃ －35℃ －36℃ －35.3℃ －70℃ －76℃ －80℃ －75.2℃
1.2 电解式在线测定法
1） 基本原理。被检气样以一定的恒速通过电解 池，其水分被电解池内作为吸湿剂的五氧化二磷膜 层吸收，生成亚磷酸，然后被电解为氢气和氧气排 出，而五氧化二磷得以再生。
2） 测定结果影响因素。SY／T7507-1997《天然 气中水含量的测定 电解法》已对电解法测定水露点规 定了详细的操作标准。SY／T7507-1997 要求被检气 样压力小于 0.1 MPa，而 CNG 产品压力为 25 MPa，所 以进入测定仪的被检气样必须先减压，减压时会产 生降温，从而析出天然气水分，造成测定结果失 真。同时，依据现场经验，电解式在线露点仪极易 因电解池污染等原因导致失效，失效后测量数据与 实际数据偏差很大。据资料统计，电解法测定的含
－20℃ －18℃ －17℃ －18.2℃ －25℃ －25℃ －26℃ －25.3℃ －60℃ －66℃ －70℃ －65.2℃
镜面凝析湿度计法与电解式在线测定法的测定结果 差异很大，差异达到 50℃左右。
3 结论与建议
电解式在线露点分析仪的准确度很不稳定，极 易发生失效。在日常使用过程中要加强维护保养， 操作人员要监控测量数据的突变，多分析比对测量 数据，发现露点仪失效后应尽快修理。同时，要严 格执行操作规程，避免人为原因导致露点仪失效。 目前尚无电解法测定的国家标准，建议抓紧研究制 定。
激光吸收光谱法测定 CNG 水露点拥有很多优 势，可进行在线测量，实时掌握生产状况，精确度 和可靠性都很高，在 CNG 行业中很有应用前景。国 家质量监督部门应尽快制定相关标准。
参考文献 ［1］ 罗勤，邱少林. 天然气水含量分析方法标准简介［J］. 石油
与天然气化工，2000，29（2）：96-99. ［2］ 张火箭，李胜杰. 天然气水露点测试分析及注意事项［J］.
由表 1 可以看出，冷却镜面凝析湿度计法与激光 吸收光谱在线测定法的测定结果差异较小，结果相 近，但最大差异仍达 10℃。由表 2 可以看出，冷却
表 2 雅安 CNG 加气二站水露点测定结果表
测定方法
测定结果 第一次 第二次 第三次 平均值
冷却镜面凝析湿度计法
激光吸收光谱式 在线测定法
电解式在线测定仪法
1 CNG 水露点测定方法
1.1 冷却镜面凝析湿度计法
1） 基本原理。用于 CNG 水露点测定的湿度计通 常带有一个镜面（一般为金属镜面），当样品气流经 该镜面时，其温度可以人为降低并且准确测量。镜 面温度冷却至凝析物产生时，可观察到镜面上开始 结露。当低于此温度时，凝析物会随时间的延长逐 渐增加；高于此温度时，凝析物则减少直至消失，
水量换算成高压下的水露点尚无公用的方法标准， 而常用的查图法误差较大 。 [3]
1.3 激光吸收光谱式在线源自文库定法
1） 基本原理。激光水分分析仪采用波长调制吸
收光谱技术对气体中的微量水含量进行测试。其基
本原理是朗伯 — 基耳定律，该定律描述了光穿过均
匀气体介质时，投射光强度和入射光强度的关系，
其表达式为 ： [4]
关键词 CNG 水露点 冷却镜面凝析湿度计法 电解式 激光吸收光谱法
中图分类号：TE64
文献标识码：B
文章编号：2095-1132（2011）03-0054-02
0 引言
水露点是 CNG 的重要物理参数，也是 CNG 生产 及销售过程中的重要质量指标。水露点超标不仅会 造成发动机气路管件冰堵，而且会加速钢瓶腐蚀形 成隐患 [1]。测定 CNG 水露点的方法有冷却镜面凝析 湿度计法、电解式测定法和激光吸收光谱法 3 种。在 实际测定过程中发现，不同的测定方法对同一气样 的测定结果往往存在一定差异。CNG 水露点的测定 结果直接牵涉到 CNG 产品质量，分析比较上述 3 种 CNG 水露点测定方法，查找测定结果存在差异的根 本原因就显得十分必要。笔者以雅安 CNG 加气站水 露点测定为例，分析 3 种 CNG 水露点测定方法的测 定原理及测定结果的影响因素，找出雅安 CNG 加气 站水露点测定结果存在差异的原因。