Измерение температуры «точки росы», физический смысл и единицы измерения.
Устройство и принцип действия анализаторов точки росы типа «КонгПрима».

«Измерительное и поверочное оборудование серии «КОНГ-Прима» для оперативного контроля влажности природного газа по температуре точки росы»

Анализатор точки росы углеводородов
КОНГ-Прима-10


Соответствие требований СТО Газпром
Анализатор соответствует требованиям СТО Газпром 5.37-2011 и применяется для контроля качества газа на соответствие СТО Газпром 089-2010 на коммерческих замерных узлах

Области применения

    газовая
    нефтяная
    химическая
    энергетическая
    металлургическая промышленность
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.
Точка росы природного газа
входит во все отраслевые, государственные и межгосударственные стандарты, как основной контролируемый параметр на этапах добычи, транспортировки, переработки и распределения природного газа. Каждый из перечисленных этапов имеет свои технологические особенности, которые необходимо учитывать для эффективного контроля влажности газа.

НПО «Вымпел» более 30 лет занимается разработкой и производством конденсационных гигрометров, каждый из которых имеет продуманный функционал для максимально точного решения задач конкретного участка нефтегазового комплекса.
Участки добычи и подготовки газа

Точка росы газа при добыче близка к его температуре из-за насыщенности парами воды. Высокая точка росы в газопроводе может привести к образованию гидратных пробок и, как следствие, к возникновению аварийных ситуаций. Поэтому для успешного и безаварийного транспорта газ предварительно проходит этап осушки. Контролировать эффективность технологии на данном участке позволяет датчик точки росы, который монтируется после осушительных колонн. Сложность работы для измерительной аппаратуры в данной зоне заключается в том, что в газе после осушки может содержаться повышенное количество гликолевого тумана, который приводит к загрязнению датчика влажности и необходимости частого проведения профилактических работ.

Специально для эффективного измерения точки росы в условиях повышенной сложности инженеры фирмы «Вымпел» разработали систему подготовки газа «Модель 003» (СПГ «Модель 003»), комплектуемую поточным влагомером и запатентованной системой фильтрации. Инерционно-гравитационный фильтр позволяет эффективно очищать пробу газа от механических примесей и гликолевого тумана, сохраняя ее стопроцентную представительность. При этом фильтр долговечен - не требует чистки и частой замены, в отличие от механических и мембранных аналогов. Влажность пробы газа измеряет поточный влагомер КОНГ-Прима-2М. Оптическая система прибора может регистрировать точку росы или температуру конденсации углеводородов. При этом она четко идентифицирует конденсат по составу, что крайне важно для достоверности измерений в среде постоянно конденсирующихся примесей. СПГ «Модель 003» тестировалась и доказала свою высокую эффективность применения не только на выходе со станции первичной осушки, но и на выходе непосредственно из сорбционных колонн.
Рис.1. Система подготовки газа Модель 003
Участки транспортировки газа

Температура точки росы природного газа – параметр, от которого напрямую зависит стоимость газового сырья.

Поточные влагомеры газа линейки КОНГ-Прима позволяют не только эффективно контролировать качество газа на этапе его транспортировки, но и своевременно предупреждать возможность гидратообразования и возникновения выноса в поток углеводородной аэрозоли. В зависимости от степени очистки газа на различных участках газопровода предлагается использовать влагомеры разной модификации – поточный в составе СПГ, поточно-погружной с системой фильтрации или без нее. Последние две модели могут монтироваться непосредственно на трубу.
Для контроля показаний автоматических гигрометров, фирма «Вымпел» предлагает использовать переносные анализаторы серии HYGROVISION с уникальными техническими возможностями:

    регистрировать конденсацию воды или углеводородов с чувствительностью, измеряемую нанометрами;
    выполнять функции арбитражного прибора, за счет встроенного микроскопа, увеличивающего картинку в десятки раз;
    производить измерения в максимально сжатые сроки, благодаря удобному интерфейсу, компактным габаритам и малому весу (менее 4 кг).


Помимо контроля показаний автоматического анализатора, переносные гигрометры серии HYGROVISION незаменимы при запуске оборудования, для отслеживания параметров влажности на участках трубопроводов после опрессовки их водой и т.п. 
Таким образом, разработке модельного ряда конденсационных гигрометров фирмы «Вымпел» предшествовало глубокое изучение проблем и задач газовой отрасли, чтобы предложить газодобывающим предприятиям лучшие решения для обеспечения высоких показаний качества газа на всех технологических участках.


Анализатор точки росы «КОНГ-Прима-10»
— это потоковый автоматический гигрометр, предназначенный для измерения
температуры точки росы по воде (ТТРв)
и (или)
температуры конденсации углеводородов (ТТРув)
в природном и попутном нефтяном газах. Анализатор способен измерять точку росы по воде в присутствии ранее конденсирующихся примесей (гликоли, метанол, углеводороды).
Анализатор состоит (рис.2) из преобразователя точки росы (ПТР) во взрывозащищенном исполнении (1Ex d IIA T5 Gb) и вторичного блока. Вторичный блок имеет 2 исполнения: центральный управляющий блок (ЦУБ- для монтажа в 19″ стойку) или интерфейсный блок (ИБ — для крепления на вертикальной панели). ИБ (ЦУБ) обеспечивает регистрацию и хранение измеренных данных, а также пересчет измеренных значений точки росы во влагосодержание (г/мі) и приведение значений точки росы природного газа к контрактному давлению. При подключении к ИБ (ЦУБ) внешнего компьютера, появляется возможность on-line контроля процесса измерения точки росы для оценки достоверности измерений.
Преобразователь анализатора может монтироваться непосредственно на газопровод (погружное исполнение) или, для «грязных» газов, подключаться к газопроводу через систему подготовки газа (проточное исполнение) с фильтрацией механических и аэрозольных примесей.
Рис.2. Анализатор точки росы «КОНГ-Прима-10»

Анализаторы обеспечивают:


•    измерение
ТТРВ
и/или
ТТРУВ
;

•    регистрацию измеренных значений
ТТР
и значений избыточного давления в энергонезависимой памяти анализатора;

•    цифровую индикацию измеренных значений
ТТРС)
и избыточного
давления (МПа);


•    возможность передачи информации о работе анализатора, измеренных значениях
ТТР
в другие измерительно-информационные системы через
интерфейс RS-485
по стандартному протоколу
Modbus RTU
и через аналоговый
интерфейс 4.20 мА
;

•    определение массовой концентрации паров воды (при температуре 20 °С и давлении 0,101 МПа) и
ТТРВ
при абсолютном давлении, отличном от давления, при котором проводилось измерение (по ГОСТ 20060-83), с помощью терминальной программы «Трасса-2» или с помощью программного обеспечения «ОРС Server CONG-Prima».

Технические решения и способ измерения, реализованные в анализаторе, защищены российскими и международными патентами.

Основными компонентами анализатора являются преобразователь точки росы
(ПТР)
, система подготовки газа
(СНГ)
и блок, осуществляющий общее управление работой анализатора: центральный управляющий блок КРАУ3.035.001-03
(ЦУБ)
или интерфейсный блок КРАУ3.622.002-01
(ИБ)
.
Точка росы углеводородов (англ. hydrocarbon dew point HCDP)
— температура (при заданном давлении), при которой углеводородные компоненты смеси газов (например, природного газа), начинают конденсироваться из газовой фазы.

По отношению к природному газу термин может применяться в формулировке точка росы по углеводородам (или
температура точки росы по углеводородам - ТТРу
). Является одним из важных параметров качества газа, наряду с точкой росы по водной (неуглеводородной) фазе (она же
температура точки росы по воде - ТТРв
). Применяется по всей цепочке поставок природного газа, от производителя до конечного потребителя.

Критическая температура конденсации


Критическая температура конденсации (крикондентерма)
— максимальная температура, при которой возможно образование жидкой фазы при понижении температуры. Выше этой температуры вещество или смесь может существовать только в газообразной форме независимо от давления.
Технические характеристики


Диапазон измерения температуры точки росы по воде:

-    в комплекте с ПТР КРАУ2.848.004, -01    - от минус 30 до плюс 30 °С
-    в комплекте с ПТР КРАУ2.848.004-01, - 02 1)    - от минус 50 до плюс 10 °С