天然气水露点的测定 激光吸收光谱法(征求意见稿)

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1、ICS75.060SYE24备案号中华人民共和国石油天然气行业标准SY/TXXXXX-XXXX天然气水含量的测定可调谐二极管激光吸收光谱法Naturalgas—Determinationofwatervaporcontent—TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy(TDLAS)Method（征求意见稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施国家能源局发布IISY/TXXXXX—XXXX目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14原理15仪器36干扰47现场

2、验证58精密度和偏差5附录A6IISY/TXXXXX—XXXX前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国天然气标准化技术委员会（SAC/TC244）提出并归口。本标准起草单位：中国石油西南油气田分公司天然气研究院、聚光科技(杭州)股份有限公司，中国石油华北油田分公司、中国石油勘探开发研究院廊坊分院、中国石油西部管道公司、中国石油西南油气田分公司输气管理处。本标准主要起草人：何斌、许文晓、俞大海、冯红年、梅永贵、韩中喜、蔡

3、浩晖，丁思家。IISY/TXXXXX—XXXX天然气水含量的测定激光吸收光谱法1范围本标准规定了使用可调谐二极管激光吸收光谱（TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy，简称TDLAS）分析仪，即“TDL分析仪”，测量天然气中水含量的方法。获得了天然气里的水含量，可参考GB/T22634，计算天然气的水露点。本标准适用于经处理的集输天然气、净化天然气、管输天然气。水含量的范围为（1~10000）μL/L。本标准不涉及与其应用有关的安全问题。在使用本标准前，使用者有责任制定相应的安

4、全和保护措施，并明确其限定的适用范围。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T20604天然气词汇GB/T13609天然气取样导则GB/T22634天然气水含量和水露点之间的换算GB/T17283天然气水露点的测定冷却镜面凝析湿度计法3术语和定义GB/T20642确立的以及下列术语和定义适用于本标准3.1化学计量学chemometrics与测量有关的科学领域，将数学或统计学方法

5、应用于化学系统或工艺的系统状态测量。3.2选择性selectivity指TDL分析仪可以不受混合物中其他组分的显著干扰测定气体中的水分的程度。3.3可调谐二极管激光吸收光谱tunablediodelaserabsorptionspectroscopy，TDLAS通过改变半导体激光器工作电流或工作温度等参数调谐激光输出波长，扫描被测气体得到某一条或一簇吸收谱线的吸收光谱，这里的吸收光谱包括了直接吸收光谱、波长调制光谱、频率调制光谱或腔增强吸收光谱等，通过分析该吸收光谱就可获得被测气体的浓度信息。4原理4.1从管道中引

6、出有代表性的样品，通过适当的取样系统，传输管线，样品处理系统传输到TDL6SY/TXXXXX—XXXX分析仪的进样口。样品处理必须对水分含量的影响最小。气流连续地通过分析仪并被放空到大气中，或燃烧。4.2气体样品流经检测池。图1是TDL分析仪的整体图。半导体激光器作为光源，电驱动激光器和热电冷却器，使激光器工作温度稳定。激光器发射一束特定波长的近红外光，经过检测池窗口，被一个（或数个）光学反射镜反射，然后通过窗口返回并被检测器检测。检测器用于测定特定波长光束的光强。4.3图2为被水分吸收的典型的近红外光谱区域，图中

7、X轴表示“波长”，Y轴表示“透光率”，最大值为1.0（或100%），即完全穿透。透光率低于1.0时，说明水蒸气对该波长的光束有吸光。图中的垂直线表示对特定波长的光的吸收程度。每条吸收谱线均有可能用于TDL分析仪测量水含量。实际使用的波长取决于器件制造商、背景气组分，水分测量指标要求和激光分析的有效性等因素。4.4测量的灵敏度由所选取的测量谱线及激光束在检测池内传播的路径长度（光程长度）决定。光程长度为定值，根据测量范围和使用的波长，其范围在30cm至30m。通过优化光程长度和波长，线性度可低于0.1%。TDL分析仪

8、制造商需提供实际分析仪线性度的技术参数。图1激光法水分分析仪的检测原理示意图6SY/TXXXXX—XXXX图2在近红外（NIR）光谱水的透光性1仪器5.1分析系统构成TDL分析仪应包括以下子系统：（1）取样系统，（2）样品传输管线，（3）样品处理系统，（4）TDL分析仪，（5）放空管线。结构示意图见图3。图3分析系统结构示意图5.2取样系统要求取样系统从管道