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    烴露點(diǎn)是指在規(guī)定壓力下，氣態(tài)烴開始形成液態(tài)烴的溫度。由于互連管道的快速發(fā)展和非傳統(tǒng)天然氣來源的增加，天然氣烴露點(diǎn)（HCDP）測量已成為天然氣行業(yè)的關(guān)鍵問題。氣體流路中的液態(tài)烴可能導(dǎo)致水合物的形成，從而增加壓縮成本，引發(fā)調(diào)壓器結(jié)冰的問題，并導(dǎo)致最終用戶設(shè)備的損壞，例如燃?xì)廨啓C(jī)。為了防范此類風(fēng)險(xiǎn)，越來越多的貿(mào)易交接協(xié)議開始對HCDP的指標(biāo)提出要求，因此，需要一種可靠的方法，報(bào)告貿(mào)易交接位置的HCDP數(shù)據(jù)。

   測量烴露點(diǎn)

  傳統(tǒng)的烴露點(diǎn)在線測量方法是使用冷鏡面凝析露點(diǎn)測量裝置。該裝置在充滿天然氣的測量室內(nèi)，降低鏡面的溫度，此外，還要使用其它的采用不同測量技術(shù)的專用HCDP分析儀，然而，它們只是在某個(gè)單一壓力下提供HCDP的測量結(jié)果，而且它們只是提供單次測量的專用分析儀。
 
                   
 
   使用行業(yè)公認(rèn)的、在多個(gè)不同壓力下的狀態(tài)方程，根據(jù)氣相色譜儀測量的氣體組分含量，可以計(jì)算HCDP的理論值，以及臨界冷凝溫度（任何壓力下的HCDP最大值）。通過在氣相色譜儀中引入狀態(tài)方程的計(jì)算功能，可以借助于其它貿(mào)易交接測量所用的分析儀，計(jì)算并報(bào)告HCDP值和臨界冷凝溫度，這樣便可以減少所需分析儀和相關(guān)設(shè)備的數(shù)量，進(jìn)而降低成本。

  使用氣相色譜儀計(jì)算烴露

  C6+氣相色譜儀（通常用于天然氣貿(mào)易交接）通過C6+濃度測量值的固定比例，計(jì)算己烷、庚烷和辛烷的理論值，所有這些數(shù)值都將用于天然氣的能量（熱能）和物理屬性計(jì)算中。然而，氣體流路中形成的液態(tài)烴是較重的組分，因此，與可以做到C12全組分分析后執(zhí)行的計(jì)算相比，這些假設(shè)的數(shù)值將導(dǎo)致較大誤差（圖1）。為了克服這一局限性，艾默生過程管理公司開發(fā)了五分鐘即可完成C9+擴(kuò)展分析的應(yīng)用，它可量化天然氣中較重的成分，并使用Peng-Robinson（PR）或Soave-Redlich-Kwong（SRK）狀態(tài)方程，完成更精確的計(jì)算。此應(yīng)用采用2個(gè)耐用的熱導(dǎo)檢測器（TCD），與C12分析所需的火焰離子檢測器相比，這樣配置的檢測器更適合典型的貿(mào)易交接環(huán)境，提供的測量結(jié)果是C12全組分分析計(jì)算值的+/- 5°F。計(jì)算值經(jīng)進(jìn)一步的特征化處理，可以與詳細(xì)的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室分析測量的同分異構(gòu)物比率相匹配。

  實(shí)際應(yīng)用

  HCDP應(yīng)用的主要目的是計(jì)算在某個(gè)固定壓力下的天然氣臨界冷凝溫度或HCDP，用于報(bào)告和氣體質(zhì)量監(jiān)測。然而，該應(yīng)用能在最多4個(gè)不同壓力下，計(jì)算HCDP，因此，實(shí)際應(yīng)用范圍更加廣泛。

  石油天然氣
 
          
               圖1 – 使用C6+常用固定比率計(jì)算臨界冷凝溫度時(shí)，各種氣體組分的計(jì)算誤差
 
                  
              圖2 – 典型的相位曲線顯示了在實(shí)際操作應(yīng)用中，3個(gè)壓力下計(jì)算的臨界冷凝溫度和烴露點(diǎn)。

  兩相流預(yù)警

  如果存在兩相流（氣態(tài)和液態(tài)），所有的流量測量技術(shù)都會產(chǎn)生明顯的測量誤差。當(dāng)管道中存在兩相流時(shí)，由GC（氣相色譜儀）取樣并分析的氣體HCDP（在流體壓力下）將與流體的溫度相同。因此，如果存在兩相流，則在流體壓力下計(jì)算HCDP，并將其與流體溫度進(jìn)行比較，比較結(jié)果可發(fā)出報(bào)警信號。通過發(fā)出的流路流體狀態(tài)正在接近兩相流的預(yù)警信號，可以在其導(dǎo)致流量測量誤差之前，采取緩解措施。
  
  同樣的原理，可以用樣氣的HCDP與環(huán)境溫度進(jìn)行比較，以確定采樣處理系統(tǒng)是否正常工作，并且，采樣處理系統(tǒng)的工作不受環(huán)境條件的影響。

  可以在規(guī)定的采樣壓力（通常為20 PSIG / 100 kPa）下，計(jì)算HCDP，并將其與環(huán)境溫度進(jìn)行比較。如果HCDP的數(shù)值開始跟隨環(huán)境溫度變化，則可以表明采樣管線中的重氣體組分正在減少。

  預(yù)熱器控制

  在管線壓力和下游規(guī)定壓力下計(jì)算的HCDP數(shù)值可用于調(diào)壓站，目的是確定氣體預(yù)熱器的溫度設(shè)置值，從而優(yōu)化加熱器性能，降低加熱器運(yùn)行成本，降低調(diào)壓器結(jié)冰或水合物形成的風(fēng)險(xiǎn)。
 
                  
    圖3 – 用于計(jì)算流動(dòng)采樣HCDP并提供兩相流預(yù)警的流體壓力。如果烴點(diǎn)與管道流體溫度相差10°F以內(nèi)，表示即將出現(xiàn)兩相流情況的風(fēng)險(xiǎn)。（左）
    圖4 – HCDP與環(huán)境溫度的比較表明采樣系統(tǒng)加熱問題導(dǎo)致采樣管線中重（和高能量成分）氣體組分在減少。（右）
 

 700XA的應(yīng)用

  C9+ HCDP計(jì)算應(yīng)用作為Danalyzer的500型和700型色譜儀的選配項(xiàng)已經(jīng)多年。最新推出的700XA產(chǎn)品也延續(xù)了這一傳統(tǒng)，將HCDP計(jì)算作為標(biāo)準(zhǔn)配置，所有Danalyzer C9+應(yīng)用都具備這一功能，并且，700XA支持通過模擬輸入信號或Modbus通信鏈接，獲取計(jì)算壓力。

  單恒溫箱/雙檢測器設(shè)計(jì)、一體化控制器、更高的重復(fù)性、更強(qiáng)的計(jì)算和警報(bào)能力，以及更寬泛的工作溫度范圍，將Danalyzer享有盛譽(yù)的HCDP監(jiān)測方案、行業(yè)領(lǐng)先的天然氣分析技術(shù)、以及貿(mào)易交接能力完美地整合在一起，成就了切實(shí)有效的天然氣測量一攬子解決方案。