ru en

Измерение температуры конденсации углеводородов – проблемы и решения

Из истории проблемы

С необходимостью измерения температуры конденсации углеводородов газовая промышленность столкнулась сравнительно недавно. Ещё каких-то 20-30 лет назад сеноманские месторождения были богаты газом с содержанием метана 98-99%. Так как при обычных условиях транспортировки газа метан не переходит в жидкую фазу, вопрос контроля точки росы по углеводородам на магистральных газопроводах отсеивался сам собой. Но по мере истощения сеноманских месторождений и освоения более глубинных (валанжинских и ачимовских) проблема необходимости контроля температуры конденсации углеводородов стала вставать все острее. В природном газе процентное соотношение содержания метана и других углеводородов поменялось в сторону увеличения последних. Точка росы углеводородов стала непрерывно возрастать. Транспортировка газа с увеличенным содержанием тяжелых углеводородов чревата появлением второй фазы в потоке, что, в свою очередь, приводит к:

  • нарушению работы газовых расходомеров и, как следствие, к появлению ошибок в вычислении расхода газа и увеличению контрактной погрешности, что недопустимо;
  • нанесению существенного урона газотурбинным установкам (разрушение лопаток).

Обе эти проблемы сопряжены с существенными финансовыми потерями для отрасли. Кроме того, высокая температура точки росы по углеводородам крайне негативно сказывается на работе всей контрольно-измерительной аппаратуры, отслеживающей качественные параметры газа.

Что предлагает рынок

Так как точка росы газа по углеводородам в основном измеряется конденсационными гигрометрами, многие их производители попытались адаптировать для решения задачи имеющуюся на тот момент технологию измерения точки росы. Технология основана на методе фиксации фотодиодом рассеянного отражения луча светодиода от поверхности металлического зеркала при появлении на нем конденсата. Но из-за специфических свойств углеводородов (конденсации в виде ровной пленки из-за чего луч светодиода отражается без рассеивания) пришлось модернизировать конструкцию охлаждаемого зеркала. Это привело к тому, что приборы для измерения точки росы по углеводородам лишились возможности измерения конденсации паров воды.

Инженеры фирмы «Вымпел» предложили совершенно другой, инновационный метод решения проблемы, позволяющий не только одним прибором измерять точку росы по воде и углеводородам, но и обеспечивать более высокую точность измерений в сравнении с конкурентными аналогами.

Инновационные решения НПО «Выпел»: взгляд на проблему под углом Брюстера

НПО «Вымпел» - ведущий отечественный производитель конденсационных гигрометров. Уже более 30 лет приборы для измерения точки росы НПО «Вымпел» эффективно используются на крупнейших газодобывающих предприятиях России, ближнего и дальнего зарубежья. Именно анализатор влажности фирмы «Вымпел» был выбран Международной метрологической организации СООМЕТ в качестве прибора-компаратора для сравнения показаний национальных эталонов влажности стран, входящих в организацию.

Такой огромный опыт в сфере разработок и производства конденсационных гигрометров для расчетов точки росы в газопроводе позволил инженерам компании взглянуть на проблему измерения температуры конденсации углеводородов под другим углом, причем в прямом смысле слова. Специалисты компании предложили вместо классического светодиода использовать поляризованный лазерный луч, направленный к поверхности охлаждаемого зеркала под углом Брюстера.  В качестве материала зеркала был использован не металл, как в классических системах, а диэлектрик. Таким образом, свою систему оптической регистрации разработчики фирмы «Вымпел» построили на эффекте полного преломления. Луч поглощается зеркалом за счет угла Брюстера, а при появлении конденсата, начинает отражаться и фиксируется фотодиодом.

Такая система оптической регистрации позволяет фиксировать конденсат с самой первой капли, в отличие от других конденсационных приборов. Тем самым анализаторы компании «Вымпел» гарантируют высокую точность измерений.  Кроме того, данный принцип регистрации применим как для воды, так и для углеводородов, что дает возможность, как уже отмечалось выше, осуществлять измерения обоих параметров одним прибором. Принцип действия гигрометров «Вымпел» подробно описан в статье.
Особенности расчета точки росы углеводородов
Определение точки росы газа по углеводородам с помомщью прибора Вымпел

Ещё одно важное конкурентное преимущество влагомеров фирмы «Вымпел» - возможность осуществлять расчет точки росы углеводородов при рекомендованных Европейской ассоциацией EASEE-gas 27 бар – давлении точки крикондентерма всех известных углеводородов. Специально для решения этой задачи потоковые автоматические гигрометры фирмы «Вымпел» комплектуются системой подготовки газа СПГ «Модель-003».
 
Таким образом, гигрометры фирмы «Вымпел» не только с успехом справляются с задачей измерения температуры конденсации углеводородов, но и отвечают самым высоким стандартам измерений точки росы, существующим в отрасли.
Товары
Система подготовки газа Model - 003
Система подготовки газа Model 003 Система подготовки газа «Model-003» (далее СПГ или СПГ «Model-003») предназначена для очистки газа от механических и аэрозольных примесе...