Разработка информационно-измерительной системы для оперативного контроля влажности природного газа

• Автор: Селезнев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ГЛАВА 1. Анализ методов определения качества товарного газа по
показателям точек росы газа по влаге и углеводородам
1Л. Технические требования к показателям качества газа
1.2. Методы и средства измерения влажности и точек росы газа по водной фазе
1.3. Проблемы измерения точек росы газа сорбционными и конденсационными гигрометрами
1.4. Научные и практические задачи, связанные с разработкой нового
поколения конденсационных приборов
ГЛАВА 2. Разработка информационно-измерительной системы одновременного измерения точек росы газа по влаге и углеводородам и её реализация в Анализаторе «КОНГ-Прима 4»
2.1. Недостатки существующих подходов к измерению точек росы газа конденсационными приборами
2.2. Разработка физического метода фиксации конденсата на поверхности чувствительного элемента
2.3. Разработка принципов работы интеллектуального измерительного
преобразователя по определению точек росы газа
2.4 Реализация разработанных алгоритмов в информационно-измерительной
системе на базе Анализатора точек росы газа «КОНГ-Прима 4»
ГЛАВА 3. Испытания Анализатора «КОНГ-Прима-4» в лабораторных условиях и на промышленных объектах
3.1.Испытания Анализатора «КОНГ-Прима-4» в лабораторных условиях
3.2. Результаты промышленных испытаний Анализатора точек росы газа
3.3. Результаты внедрения информационно-измерительной системы на базе Анализатора «КОНГ-Прима-4»

ГЛАВА 4. Направления технологического использования Анализатора точек
росы природного газа
4 Л. Автоматическое управление адсорбционным процессом осушки газа Л14
4.2. Автоматическое управление абсорбционным процессом осушки газа
4.3. Система контроля количества метанола в газе
4.4. Система контроля уноса углеводородного конденсата в аэрозольном виде
4.5. Комплексная методика определения компонентного состава газа с использованием Анализатора точек росы газа и поточного хроматографа
4.6. Система глобального мониторинга влажности природного газа
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение А. Первичный измерительный преобразователь
Приложение Б. Технические характеристики Анализатора «КОНГ-Прима-4»134
Приложение В. Внешний вид анализатора точки росы «КОНГ-Прима-4»
Приложение Г. Протокол испытаний Анализатора «КОНГ-Прима-4» на
предприятия ООО «Уренгойгазпром»
Приложение Д. Система мониторинга изменения влажности природного газа на
Степновской СПХГ
Приложение Е. Места установки Анализатора «КОНТ-Прима-4»
Газодобывающие объекты, созданные на базе крупных месторождений Крайнего Севера (Медвежье, Уренгойское, Ямбургское, Заполярное), являются сложными и постоянно развивающимися комплексами, в которых важную роль играют информационно-измерительные и управляющие системы. Гигантские месторождения России, - Уренгойское и Ямбургское, - вступили в период падающей стадии разработки, а Медвежье, - в завершающую стадию. При этом существенно ухудшились условия для промысловой подготовки газа, что приводит к необходимости эффективного контроля показателей качества газа.
В последнее время вопросы контроля качества газа по содержанию влаги приобрели ещё большую актуальность в связи с расширяющимися экспортными поставками газа, когда предъявляются повышенные требования к качеству газа, поставляемого по контрактам, и применяются различные санкции и штрафы в случае их нарушения. Материалы заседания секции НТС ОАО «Газпром» «Транспорт и распределение газа», проходившее в феврале 1998г во ВНИИГазе, это наглядно подтверждают [45]. Размер штрафов, которые налагаются на ОАО «Газпром» из-за несоблюдения требования контрактов на поставку газа по показателям качества газа составляет десятки и сотни миллионов долларов [46].
Кроме того, коммерческую актуальность приобретает и показатель качества газа: “точка росы по углеводородам”, так как импортеры российского газа стали вносить его в контракты на поставку и выдвигают всё более жесткие требования по этому параметру.
Следовательно, контроль товарных кондиций природного газа, поступающего в магистральные газопроводы, должен быть непрерывным, автоматическим, с регистрацией температур точек росы по влаге и углеводородам. В газовой промышленности разработаны технические требования по показателям качества природного газа в зависимости от его назначения. Важнейшими пока-

далее проводились исследования на природных газах с различным компонентным составом углеводородов. На этом этапе исследований ставились следующие задачи:
• реакция датчика ИИП на углеводороды с различным компонентным составом,
• оценка возможности определения точки росы по влаге в присутствии ранее сконденсировавшихся углеводородов,
Измерения точки росы по влаге в присутствии ранее конденсирующихся углеводородов проводились с использованием ранее предложенной идеологии -быстрое охлаждение и нагрев конденсационного зеркала ИИП со скоростью 1 °С/с. Высокая скорость позволяет сократить время нахождения чувствительного элемента в условиях конденсации углеводородов и, следовательно, роста толщины пленки углеводородов, что создает более благоприятные условия для прорыва воды через пленку углеводородов (т.е. реализации так называемого эффекта избирательного смачивания).
На рисунке 2.10. в графическом виде представлен трек, снятый с ПК ИИП в режиме визуализации. Этот трек характеризует процесс конденсации углеводородов и влаги, характерный для природного газа в магистральных газопроводах, т.е. газа прошедшего все стадии подготовки и соответствующего ОСТ 51.40 - 93 [17] при рабочем давлении в трубопроводе 5,5.. .7,5 МПа.
Как можно наблюдать на рисунке 2.10, в процессе охлаждения конденсационного зеркала, на кривой конденсации наблюдается конденсация двух различных фаз: сначала происходит конденсация углеводородов, а затем - влаги. При этом начало конденсации воды характеризуется небольшим подъёмом уровня фотосигнала, помеченным на рисунке цифрой 3, что соответствует процессу вытеснения водой плёнки углеводородов, ранее образовавшейся на конденсационном зеркале.