天然气 气体取样 编制说明

《天然气气体取样》 5 三、试验验证分析，综述报告，技术经济论证， 18 20 20 20 212家标准化管理委员会关于下达2024年第一批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计全国天然气标准化技术委员会国气标委[2024]3号《关于下达全国天然气标准化技术委员会2024年标准制修订计划的通知》，天然气标委会计划达到（5500-6000）亿立方米。《“十四五”现代能源体系规划》指出，到2025年，我国天然气年产量达到2300亿立方米以上。国内天然气产能与消费量缺口持续扩大，确要求，这就对取样技术、取样用器材、取样方法等提出了更高要求。我国标准GB17820-2018《天然气》、GB18047-2017《车用压缩天然气》、GB/TGB/T32865-2016《致密砂岩气技术要求和试验方3（3）2022年11月-12月：项目组按照专家审查意见，补充修改项目建议书及标准准化技术委员会6项标准委员会送审稿和17项标准制修4达全国天然气标准化技术委员会2023年标准制修订计划的通知》，天然气标委会计划关于下达2024年第一批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》（国标委要求项目组严格按照相关要求开展工作，提5标准文本第一章至第七章、附录A-附录D；对标准文本第十一章、第十二章及附录E至附录I；十一章、第十二章及附录A至附录D；附录E至附录I；附录A至附录D；共有12个部分9个附录，涉及安全注意事项、取样原则、代表性样品、取样类型、取样位置、取样方法、取样设备、取样系统确认及故障排6表1本标准与ISO10715:2022、GB/T13609-2017的章节对比表序号本标准GB/T13609-20XXISO10715:2022GB/T13609-20171前言前言前言232规范性引用文件2规范性引用文件2术语和定义43术语和定义3术语和定义3取样原则54安全注意事项4安全注意事项4取样的安全要求65取样原则5取样原则5技术因素76代表性样品6代表性样品6取样用材料87取样类型7取样类型7取样设备的准备98取样位置8取样位置8取样设备9理想的气体取样9理想的气体取样9点样的取样10取样设备10取样设备10直接取样11系统的验证11系统的验证11取累积样12故障排除12故障排除/化合物的种类和抽样报告中的信息化合物的种类和抽样报告中的信息附录A（规范性附录）t因子表附录B（资料性）取样程序附录B（资料性）取样程序附录B（规范性附录）取样钢瓶的清洁处理附录C（资料性）气体吸附与解析效应：吸附/解析附录C（资料性）气体吸附与解析效应：吸附/解析附录C（资料性附录）取样探头的安装位置及试验附录D（资料性）取样气瓶的清洁附录D（资料性）取样气瓶的清洁附录D（规范性附录）玻璃瓶低压取样步骤附录E（资料性）焦耳-汤姆逊冷却和相行为附录E（资料性）焦耳-汤姆逊冷却和相行为附录E（规范性附录）充气排空法取样步骤附录F（资料性）涡旋脱落和附录F（资料性）涡旋脱落和附录F（规范性附录）控制流量7相关问题相关问题法取样步骤20附录G（资料性）停留时间计算指南附录G（资料性）停留时间计算指南附录G（规范性附录）抽空容器法取样步骤21附录H（资料性）气体取样系统验证规程附录H（资料性）气体取样系统验证规程附录H（规范性附录）保温、保压取样法取样步骤22附录I（资料性）样品数量附录I（资料性）样品数量附录I（规范性附录）直接取样中截止阀的使用表2本标准与GB/T13609-2017主要技术变化表序号修订内容修订理由1删除了范围中有关CNG的取样内容，即30MPa，在确保取样系统安全前提下，可使用本标准。”（见第1章）本标准的范围中未明确规定标准使用的压力范围，仅提出了不涉及与气体取样相关的安全问题。由于CNG为天然气增压脱水后的产品，其性质除了压力增高外并未改变，因此删除了有关CNG的取样内容。2增加了规范性引用文件：GB/T20604天然气词汇（ISO14532IDT见第2章）本标准在使用过程中需使用GB/T20604中规定的大量天然气相关的词汇，因此，增加此部分内容。3重新编写术语和定义（见第3章）增加本标准中涉及的吸收、吸附、污染物、解析、气体吸附解吸效应、取样位置、痕量组分、浸润表面等术语进行了增加，删除标准中未涉及的流量比累积取样器、低压天然气、传输导管等术语，使标准更贴合实际应用。4增加了代表性样品（见第6章）提出了代表性样品的两个主要定义，为标准的执行者理解代表性样品的概念提供了书面说明。5增加了取样位置（见第8章）取样位置包括取样地点、取样位置和取样点（见图2修改理由见本表后注1：有关取样位置规定的说明。6增加了理想气体的取样概述（见9.1）、关于取样设备的吸附解析注意事项（见9.2.3）、取样设备的平衡（见9.2.4）、概述说明了要获得理想的代表性样品需考虑的全部因素，包括取样点到样品容器的全部内容，为获取代表性样品提供了总的要求。8延迟时间（9.7）关于取样设备的吸附解析注意事项、取样设备的平衡、延迟时间等内容，列出了天然气中可能存在的祝福对不同材料的兼容性，对取样系统材料选择、取样系统的容积大小、取样操作方法、不同组分使用的吹扫时间等进行了详细描述和规定，对标准使用者提供了实际操作说明。可有效保证取样的代表性。7增加了浓缩装置（见10.13）当目标分析物含量极低时，直接分析样品可能无法对分析物浓度进行准确可靠的评估，此时就需要使用相应的浓缩装置，此规定对天然气及类似气体中微痕量组分（如汞、颗粒物等）的取样分析提供了可操作的手段。8增加了设备的数量和顺序（见10.14）为了尽量减少样品系统与传输气样之间的相互作用，应使用尽可能少的设备，且选择的设备应能尽量减少传输时间和吸附解析效应，并推荐了设备的最佳顺序，并列出了在某些取样应用中使用的部分必要、推荐和可选的取样设备项目。此条可有效确保获得样品的代表性。9增加了系统的核实（见第11章）规定了取样系统的压力测试及检漏方法，对使用过滤器进行评估和维护、核实气体的要求和使用方法等，此条对于识别和处理分析系统取样误差有重要意义，可确保通过取样系统获得样品的代表性。增加了故障排除（见第12章）列出了取样系统失灵的主要原因、取样过程中一些常见问题、采取的降低运行风险的潜在补救措施和主动预防措施等，为现场取样操作提供了详细的指导说明。重新编写了标准附录按ISO10715:2022的附录重新编写了本标准附录：其中录I为新增；附录B对GB/T13609-2017中附录D、附录E、附录F、附录G进行了合并；附录H为新增（在ISO10715:2022中没有附录D为GB/T13609-2017中的附录B，全部附录由规范性修改为资料性。修改理由见本表后注2：标准附录编写的说明9和取样点见图2）的位置在设计、安装及使用过程中需要大量实验数据的支撑，而取样探头的安转及使用涉及高压和在役管线的安全要求（需在在役管线上开孔、焊接、试验时，天然气输气管道的直径d为300mm，取样探头取距上游汇管的距离分别表3不同取样位置的分析结果(1月26日15时12分取样)组分5d取样口摩尔分数，%8d取样口摩尔分数，%20d取样口摩尔分数，%极差GB13610再现性再现性是否满足He0.010.010.010.000.02是H20.000.000.000.000.02是O20.000.000.000.000.02是N20.620.610.610.010.02是CO20.080.10是CH497.4597.4297.380.070.30是C2H60.470.470.470.000.07是C3H80.000.07是iC4H100.020.020.020.000.02是nC4H100.020.020.020.000.02是iC5H120.010.010.010.000.02是nC5H120.000.000.000.000.02是C6+0.010.010.010.000.02是物性参数计算结果计算结果计算结果极差相对偏/Hs,MJ/m336.6736.6636.640.03差%0.08/d,kg/m30.69140.69190.69230.00090.13/d(re)0.57410.57440.57480.00070.12/表4不同取样位置的分析结果(1月26日15时24分取样)组分5d取样口摩尔分数，%8d取样口摩尔分数，%20d取样口摩尔分数，%极差GB13610再现性再现性是否满足He0.010.010.020.000.02是H20.000.000.000.000.02是O20.000.000.000.000.02是N20.620.620.610.010.02是CO20.050.10是CH497.4497.3997.390.050.30是C2H60.470.480.470.000.07是C3H80.000.07是iC4H100.020.020.020.000.02是nC4H100.020.020.020.000.02是iC5H120.010.010.010.000.02是nC5H120.000.000.000.000.02是C6+0.010.010.010.000.02是物性参数计算结果计算结果计算结果极差/Hs,MJ/m336.6636.6536.640.020.055/d,kg/m30.69160.69210.69200.00050.072/d(re)0.57420.57460.57460.00040.070/表5不同取样位置的分析结果(1月26日16时04分取样)组分5d取样口摩尔分数，%8d取样口摩尔分数，%20d取样口摩尔分数，%极差GB13610再现性再现性是否满足He0.010.010.010.000.02是H20.000.000.000.000.02是O20.000.000.000.000.02是N20.610.610.610.010.02是CO20.030.10是CH497.4597.4497.470.030.30是C2H60.450.450.450.000.07是C3H80.000.07是iC4H100.020.020.020.000.02是nC4H100.020.020.020.000.02是iC5H120.010.010.010.000.02是nC5H120.000.000.000.000.02是C6+0.010.010.010.000.02是物性参数100.00100.00100.00极差/Hs,MJ/m336.6436.6436.650.010.027/d,kg/m30.69160.69170.69140.00030.043/d(re)0.57420.57430.57400.00030.052/的站点中的C4+以上组分含量较低，通过计算此样品的相包络委2016年在国家石油天然气大流量站成都分站现场开展的取样位置的验证数据，直接采用ISO10715:2022给出的取样地点、取样位置和取样点（见图制订）中“5.5取样探头应远离任何可能引起气溶胶或极大压力降的设备（比如孔板、1-取样地点、2-取样位置、3-取样点、4-气流图2取样地点、取样位置和取样点或堆积在取样系统中，也可以在垂直管道中安装样品探头定位于中心三分之一处（见图3）。取样点是由一组三维坐标定义的空间位置（实际上是管道内的位置见图2）。1-大于DN300——插入100mm但不超过10%2-不大于DN300——位于中心三分之一处图3样品位置附录E介绍了因天然气样品中含有可凝析组分时，由于焦耳-汤姆逊效应，在取样（2）增加了“7.2.8保温、保压取样方法”，在“分的精确分析以指导天然气的后续合理安全使用。该附录为现场取样时的实际操作程本标准增加的增“7.2.8保温、保压取样方法”及在“附录B（资料性）取样程序”表6西南油气田某轻烃处理厂稳压取样实验取样信息样品名称天然气取样地点西南某轻烃处理厂取样时间2018.5.11气源干气（脱水后脱烃前）气源压力气源温度27.5℃取样方式稳压取样常规取样/钢瓶号20180402L82505185/样品编号/表7西北某凝析气藏处理厂稳压取样实验取样信息样品名称天然气取样地点西北某轻烃处理厂取样时间2018.8.9气源脱水后脱烃前天然气气源压力10.4MPa气源温度47.0℃取样方式稳压取样常规取样/钢瓶号20180501（W01）L153702057（x01）/样品编号2-1号2-2号/比较C6+重烃组分含量的差异，研究稳压取样样品的代表性，表8为天然气样品组成分表8天然气取样代表性实验组成分析结果样品编号2-1#2-2#取样方式稳压取样常规取样稳压取样常规取样组分含量y，%He0.07120.07070.01080.0102H20.01110.01010.00070.0013O20.00000.00000.00000.0000N20.44560.43093.72793.6619CO20.46720.48450.76850.7849C190.698391.123982.230082.3118C25.38555.10658.99998.9894C31.52191.47652.44492.4579iC40.30900.30410.43600.4394nC40.36130.35980.52570.5356neo-C50.00590.00630.00760.0070iC50.12530.13000.16510.1815nC50.09780.10410.15200.1569C6+0.49980.39240.53090.4691样方式获得的C6+含量为0.3924%；2号样品中稳压取样方式分析获得的C6+含量为本标准增加的“10.12.4气体取样袋”在天然气及类似气体的含硫组分现场取样中经过了大量的验证试验，并对不同材质的取样袋进进行实验。用两种不同材质的取样容器进行取样。在取样后24小时内，在同一条件下对两种容器内的样品分别进行分析，接下来将上述样品每隔24小时分析一次，连续分析10次，考察样品在不同材质取样容器中的稳定保存时间。然后将样品放置一周后再表9取样容器稳定性考察数据表取样容器Tedlar气袋金属薄膜气袋组分名称硫氧碳（mg/m3）甲硫醇（mg/m3）硫氧碳（mg/m3）甲硫醇（mg/m3）样品放置时间（天）123456789由表8可以看出：在取样后24小时内，两种取样容器对气袋内的组分的保存率只有50%～60%。对于用气袋进行含硫样品的额取样，取样前应袋可用于天然气的取样，只是针对天然气中的特殊组分的取样取样及分析检测中均得到了大量应用，我国已形成的国家标准GB/T16781.1-2017《天量要求》、GB/T33296-2016《页岩气技术要求和试验方法》、GB/T32865-2016《致密砂岩气技术要求和试验方法》、NB/T10035-2016《通过管道输送的煤层气技术要求和AutomaticSamplingofGaseousFuels》、ISO8943：1991《Refrigeratedlighthydrocarbonfluids-Samplingofliquefiednaturalgas-Continuousmethod》及ISO10715:2022《Naturalgas-Gassampling》等标准。我国参照以上标准分别制定了GB/T30490-2014《天然Gassampling》，新修订的ISO10715:2022正文包括：范围、规范性停留时间计算指南、附录H（资料性）气体取样系统核实规程、附录I（资料性）样品数量等九个资料性附录。该标准提供了确保取样系统和取样过程的设计、定位、安装、定说明，使标准使用过程更具可操作性；新增了系统核表10天然气及类似气体取样标准技术内容的比较序号标准/方法主要技术内容特点1ASTMD5287:2008《StandardPracticeforAutomaticSamplingofGaseousFuelsGB/T