Анализаторы температуры точки росы

К этому семейству принадлежат мониторы 241 (AMETEK Process Instruments), которые в настоящее время используются только для измерения температуры точки росы природного газа по углеводородам, анализаторы Конг-Прима (ОАО «Вымпел») и ряд других приборов.

Температурой точки росы называется температура, при которой на поверхности охлаждаемого зеркала осуществляется фазовый переход паров воды в конденсированное состояние: жидкость или иней.

Рисунок 1.1 – Анализатор Конг-Прима, разработанный ОАО «Вымпел» при участии РАО Газпром [1]

Метод идеально работает, если измеряемый газ однокомпонентный (например, азот), и время измерения не ограничено. При этом определяется «истинная» температура точки росы. Когда ее значение превышает –40 ^оС (p = 1 ата), погрешность измерения определяется только погрешностью определения температуры. Однако этот метод имеет принципиальные ограничения для измерения влажности газа на потоке.

(а) Длительное время измерения, обусловленное равновесным методом, затрудняет определение малых концентраций (менее 20 ppm), так как для образования видимой пленки конденсата на зеркале может потребоваться несколько часов.

(б) Другое естественное ограничение связано с тем, что содержащиеся в природном газе примеси, такие как метанол, ДЭГ, СО₂, растворяются в конденсирующейся на поверхности зеркала воде. Температура точки росы раствора может сильно отличаться от ее значения для чистой воды. По существу это основное ограничение в использовании анализаторов такого типа, на которое, однако, редко обращают внимание.

(в) Если в многокомпонентной среде – а именно таковой является природный газ – температура конденсации какого-либо компонента выше точки конденсации паров воды, то анализатор может принять эту температуру за истинную. Типичный пример – температура точки росы по углеводородам. В обычном природном газе она менее –40^оС и, как правило, существенно ниже точки росы по воде (–15^оС). Однако для попутного нефтяного газа оба этих значения находятся в одном диапазоне.

(г) Присутствующий в газе сероводород – даже в очень небольших количествах – будет растворяться в конденсате воды на зеркале, что, в конечном итоге, приведет к эрозии его поверхности и потере чувствительности из-за ослабления отражения света.

(д) Существует и ограничение, связанное с применением элемента Пельтье для охлаждения зеркала. На сегодняшний день этот элемент в анализаторах точки росы не может обеспечить температуру ниже –40…–50 ^оС.

(е) Калибровка анализатора сводится в калибровке датчика измерения температуры, которую невозможно провести без демонтажа прибора. Безусловно, можно использовать внешние генераторы влажности, однако на такую калибровку уйдет достаточно большое время, а сама процедура потребует отключения анализатора от процесса. Отметим, что большинство генераторов влажности работает при атмосферном давлении, а измерение осуществляется при рабочем давлении, что ведет к дополнительной погрешности.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: