烃露点测量应用

       烃露点是指在规定压力下，气态烃开始形成液态烃的温度。由于互连管道的快速发展和非传统天然气来源的增加，天然气烃露点（HCDP）测量已成为天然气行业的关键问题。气体流路中的液态烃可能导致水合物的形成，从而增加压缩成本，引发调压器结冰的问题，并导致最终用户设备的损坏，例如燃气轮机。为了防范此类风险，越来越多的贸易交接协议开始对HCDP的指标提出要求，因此，需要一种可靠的方法，报告贸易交接位置的HCDP数据。

测量烃露点

       传统的烃露点在线测量方法是使用冷镜面凝析露点测量装置。该装置在充满天然气的测量室内，降低镜面的温度，此外，还要使用其它的采用不同测量技术的专用HCDP分析仪，然而，它们只是在某个单一压力下提供HCDP的测量结果，而且它们只是提供单次测量的专用分析仪。

       使用行业公认的、在多个不同压力下的状态方程，根据气相色谱仪测量的气体组分含量，可以计算HCDP的理论值，以及临界冷凝温度（任何压力下的HCDP最大值）。通过在气相色谱仪中引入状态方程的计算功能，可以借助于其它贸易交接测量所用的分析仪，计算并报告HCDP值和临界冷凝温度，这样便可以减少所需分析仪和相关设备的数量，进而降低成本。

       C6+气相色谱仪（通常用于天然气贸易交接）通过C6+浓度测量值的固定比例，计算己烷、庚烷和辛烷的理论值，所有这些数值都将用于天然气的能量（热能）和物理属性计算中。然而，气体流路中形成的液态烃是较重的组分，因此，与可以做到C12全组分分析后执行的计算相比，这些假设的数值将导致较大误差（图1）。为了克服这一局限性，艾默生过程管理公司开发了五分钟即可完成C9+扩展分析的应用，它可量化天然气中较重的成分，并使用Peng-Robinson（PR）或Soave-Redlich-Kwong（SRK）状态方程，完成更精确的计算。此应用采用2个耐用的热导检测器（TCD），与C12分析所需的火焰离子检测器相比，这样配置的检测器更适合典型的贸易交接环境，提供的测量结果是C12全组分分析计算值的+/- 5°F。计算值经进一步的特征化处理，可以与详细的现场实验室分析测量的同分异构物比率相匹配。

实际应用

       HCDP应用的主要目的是计算在某个固定压力下的天然气临界冷凝温度或HCDP，用于报告和气体质量监测。然而，该应用能在最多4个不同压力下，计算HCDP，因此，实际应用范围更加广泛。

图1 – 使用C6+常用固定比率计算临界冷凝温度时，各种气体组分的计算误差

图2 – 典型的相位曲线显示了在实际操作应用中，3个压力下计算的临界冷凝温度和烃露点。

两相流预警

       如果存在两相流（气态和液态），所有的流量测量技术都会产生明显的测量误差。当管道中存在两相流时，由GC（气相色谱仪）取样并分析的气体HCDP（在流体压力下）将与流体的温度相同。因此，如果存在两相流，则在流体压力下计算HCDP，并将其与流体温度进行比较，比较结果可发出报警信号。通过发出的流路流体状态正在接近两相流的预警信号，可以在其导致流量测量误差之前，采取缓解措施。

采样系统功能

       同样的原理，可以用样气的HCDP与环境温度进行比较，以确定采样处理系统是否正常工作，并且，采样处理系统的工作不受环境条件的影响。

       可以在规定的采样压力（通常为20 PSIG / 100 kPa）下，计算HCDP，并将其与环境温度进行比较。如果HCDP的数值开始跟随环境温度变化，则可以表明采样管线中的重气体组分正在减少。

预热器控制

       在管线压力和下游规定压力下计算的HCDP数值可用于调压站，目的是确定气体预热器的温度设置值，从而优化加热器性能，降低加热器运行成本，降低调压器结冰或水合物形成的风险。

700XA的应用

       C9+ HCDP计算应用作为Danalyzer的500型和700型色谱仪的选配项已经多年。最新推出的700XA产品也延续了这一传统，将HCDP计算作为标准配置，所有Danalyzer C9+应用都具备这一功能，并且，700XA支持通过模拟输入信号或Modbus通信链接，获取计算压力。

       单恒温箱/双检测器设计、一体化控制器、更高的重复性、更强的计算和警报能力，以及更宽泛的工作温度范围，将Danalyzer享有盛誉的HCDP监测方案、行业领先的天然气分析技术、以及贸易交接能力完美地整合在一起，成就了切实有效的天然气测量一揽子解决方案。