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天然气气相色谱仪性能评价与检定/校准的区别
浏览: 发布日期:2020-01-16
天然气气相色谱仪广泛应用于天然气计量站现场、贸易交接界面,用于分析天然气的组成,并用GB/T 11062-2014《天然气 发热量 密度 相对密度和沃泊指数的计算方法》计算单位发热量(热值)、压缩因子(工况、标况)、密度、相对密度、沃泊指数等物性参数。在天然气体积计量、交接的情况下,会用到压缩因子,组成测定结果的准确性会影响体积计算结果的准确性,在未来能量计量实施情况下,组成对单位发热量的影响更为显著。因此,气相色谱仪的管理需要进一步加强。
 一、问题的提出
 为了保证色谱仪运行正常,给出准确的测量结果,保证天然气贸易结算数据的准确性,保护贸易双方的正当权益和合理利益,需要定期开展检定/校准和性能评价工作。目前气相色谱仪的检定/校准有两个:JJG 700-2016《气相色谱仪》和JJG 1055-2009《在线气相色谱仪》,分别对应实验室离线色谱仪和计量站现场使用的在线色谱仪。用于气相色谱仪性能评价的标准是GB/T 28766-2018《天然气分析系统性能评价》,该标准等同采用国际标准ISO 10723:2012,与前一版本相比,去掉了标准名称中的“在线”二字,可适用于天然气在线、离线气相色谱仪的性能评价,也可用于评价在线H2S分析仪等的评价工作。
 气相色谱仪中最重要的部件是色谱柱,其次是检测器。气相色谱仪要正常工作,各个环节均需进行精确控制,如进样管的进样量会影响分析结果中的峰面积大小,当大气压发生变化时,进样管中的样品量就会发生变化,从而影响检测结果的重复性;载气流速、柱箱温度控制、检测器基线均需要达到相应的要求。
 三、检定/校准的目的
 校准/校准规程即为确认色谱仪各部分工作是否正常的基本检查。本文主要面向天然气计量站现场安装的在线气相色谱仪,因此以JJG 1055-2009《在线气相色谱仪》为例进行介绍。该规程对在线气相色谱仪的计量性能要求见下表:
 由表中的检测项目可见,通过本检定规程检测的气相色谱仪,能够保证各部分处于良好的运行状态。
 
天然气气相色谱仪

四、性能评价的目的
 当气相色谱仪各部件能够正常运行时,系统假设检测器对各组分的检测函数均为通过原点的直线,即下图所示(其中y为某组分的含量,x为该组分的检测峰面积):
 但在实际情况下,由于空气、样气渗漏,烃类在色谱柱中凝析、粘附等原因,其测量的响应曲线往往不通过原点,即下图所示:
 甚至一些组分的响应曲线不是直线,如下图所示,在某组分的响应曲线两端,函数已经明显偏离直线,如果仍以假设的式假设函数y=kx计算,那么当样气的含量在响应曲线两端时,就会引入较大的非线性误差。这个误差可能对压缩因子影响较小,但对单位发热量的影响是不可忽视的。
 五、问题的回答
 由以上介绍可见,检定/校准的目的是确保仪器的物理硬件系统正常工作,相当于一个人去体检的过程中检测血压、血脂、心率等,是一个人健康的基本条件,但是物理硬件工作正常的人也可能是植物人;而性能评价是得到仪器对各组分的真实检测曲线,相当于对一个人进行精神检查,保证他是一个能够完成工作任务的正常人。
 因此,在线气相色谱仪的检定/校准与性能评价均需要定期开展,以保证能够得到准确的组成数据,从而计算得到准确的物性参数,用于贸易结算。一般检定/校准要求每年一次,而至少两年要做一次性能评价,评估当前运行模式下系统假设的y=kx式的响应函数与真实检测结果之间的偏差,当偏差超出GB/T18603-2014《天然气计量系统技术要求》时,及时对仪器进行维护、维修。

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