ГОСТ 31370-2023. Межгосударственный стандарт. Газ природный. Руководство по отбору проб
7.7 Время задержки
7.7.1 Метод прямого отбора проб
Время получения результатов анализа (время задержки) складывается из времени пребывания и времени цикла работы СИ.
Вычисление времени задержки должно быть включено в проектирование пробоотборной системы и включать все внутренние объемы от пробоотборного зонда до СИ. Время задержки должно быть сведено к минимуму и сбалансировано с учетом необходимости минимизации затрат исследуемого газа на отбор проб и сложности проектируемой пробоотборной системы. Для ситуаций, требующих быстрого отклика, таких как управление технологическим процессом, время задержки пробоотборной системы не должно отрицательно влиять на эффективность работы технологической установки. Время пребывания природного газа должно соответствовать целям анализа отобранной пробы (например, технологический контроль газа, мониторинг следовых компонентов и т.д.).
Для сокращения времени задержки в первую очередь необходимо уменьшать расстояние от пробоотборного зонда до редуктора давления, поскольку высокое давление газа увеличивает время транспортирования пробы газа по пробоотборной системе. Для этого укорачивают пробоотборную линию высокого давления от точки отбора проб до редуктора давления. Дальнейшее расстояние менее критично, поскольку более низкому давлению соответствует меньшее время транспортирования из-за меньшего количества газа в пробоотборной системе.
Объем пробоотборной линии должен быть сведен к минимуму, поэтому следует использовать соединительные трубки наименьшего допустимого диаметра и длины. Диаметр трубок пробоотборной линии должен соответствовать условиям отбора проб, расходу газа, необходимому для реализации "быстрой петли", и требованиям к СИ. Определение внутреннего диаметра пробоотборной линии проводят на основании данных о длине линии, перепаде давления и требуемом расходе исследуемого газа. На практике используют пробоотборные линии диаметром не менее 3 мм.
Внутренние объемы элементов пробоотборной системы, таких как пробоотборный зонд, фитинги для пробоотборных линий, регуляторы, клапаны, расходомеры и т.д., также должны учитываться при вычислении времени задержки. На всех значимых потоках исследуемого газа для контроля расхода необходимо устанавливать СИ объемного расхода для контроля фактического времени задержки.
Время задержки в пробоотборной системе может быть уменьшено при использовании байпаса отходящего потока исследуемого газа, направленного на сброс ("быстрая петля") или сжатого для направления обратно в газопровод ("горячая петля").
Допускается также применение конфигурации с "горячей петлей" (возврат пробы в газопровод), при которой проба исследуемого газа извлекается при высоком давлении и возвращается при более низком давлении в зависимости от условий производства и аналитических требований. Преимуществом данного метода является сокращение выбросов в атмосферу или факельных выбросов. При использовании "горячей петли" время задержки может снизиться в несколько раз.
Для компонентов, которые имеют тенденцию к сорбции, в пробоотборной системе равновесие наступает за определенный период времени, зависящий от количества соответствующего компонента, который необходимо учитывать.
Для определения суммарного времени пребывания необходимо вычислить время пребывания пробы исследуемого газа в каждом элементе пробоотборной системы, вычисленное на основе значений фактических объемных расходов в каждом из элементов, включая время пребывания пробы в фильтрах, клапанах, регуляторах и тупиковых участках.
Фактические объемные расходы исследуемого газа в каждом элементе пробоотборной системы определяются объемным расходом через СИ и расходом по байпасной линии (может потребоваться для достижения приемлемого низкого времени задержки) с учетом давления и температуры в каждом элементе пробоотборной системы.
При определении времени продувки для анализа следовых компонентов природного газа, таких как, например, сероводород, необходимо дополнительно учитывать эффект сорбции на поверхностях контакта пробоотборной системы.
Подробный метод вычисления времени пребывания приведен в приложении Д.
7.7.2 Метод косвенного отбора проб
Время задержки при получении результатов анализа заключается в суммировании времени пребывания, времени от окончания отбора проб до момента начала анализа отобранной пробы с применением необходимого СИ и времени единичного цикла измерений данного СИ. Для данного метода необходимо указать время окончания отбора проб.
Время продувки для точечного отбора проб должно быть не менее чем в 10 раз больше времени пребывания. Для пробоотборных систем, у которых в эксплуатационной (проектной) документации не указано расчетное время пребывания пробы, допускается выполнить продувку системы исследуемым газом от 1 до 5 мин при расходе газа, исключающем появление эффектов охлаждения отдельных элементов или всей пробоотборной системы.
