Skip to main content

Анализатор точки росы по влаге и углеводородам КОНГ-Прима-4

 

Назначение

Анализатор применяется для измерения точки росы по влаге и углеводородам в природном газе, воздухе и в других газах.

Анализатор может быть использован в газовой, нефтяной промышленности и других отраслях народного хозяйства для контроля качества технологических процессов по параметру — точка росы влаги (влажность) и точка росы углеводородов.

Особенности

  • измерение точки росы по влаге и углеводородам на одном чувствительном элементе (ЧЭ)
  • возможность визуализации процессов конденсации-испарения, происходящих на ЧЭ анализатора
  • вычисление точек росы на основе анализа конденсационной кривой возможность изменения в процессе работы анализатора параметров алгоритма измерения

 

Метод измерения

В Анализаторе точек росы «КОНГ–Прима-4», как и в предыдущих моделях приборов серии «КОНГ-Прима», реализован конденсационный принцип измерения с регистрацией процессов конденсации оптическими методами. 

Сущность метода заключается в измерении температуры, до которой необходимо охладить прилегающий к охлаждаемой поверхности слой влажного газа, для того, чтобы довести его до состояния насыщения при рабочем давлении. Метод определения точки росы, используемый в анализаторе, соответствует ГОСТ 20060–83 и ГОСТ 20061–84.

Описание и принцип работы

В анализаторе применен волоконно-оптический способ фиксации момента появления конденсата, основанный на принципе нарушения полного внутреннего отражения (см. рисунок).

Схема работы прибора

В качестве зеркала в данной схеме используется оптическое волокно 1, по которому распространяется свет от светодиода 5 к фотодиоду 6. Часть оптоволокна, контактирующая с измеряемой средой очищена от защитной оболочки. При отсутствие на открытой части волокна конденсата в нем сохраняется эффект полного внутреннего отражения, когда свет, отражаясь от внешней слоя волокна, возвращается в его сердцевину с минимальными потерями.

При выпадении конденсата, коэффициент преломления внешнего слоя изменяется, и значительная часть света выходит наружу, что приводит к снижению тока фотодиода. Измеряемая в этот момент температура в непосредственной близости от открытого участка волокна принимается за температуру точки росы.

Таким образом, отличие этой схемы от схемы, построенной по принципу рассеивания, заключается в том, что мы «смотрим» на зеркало не снаружи, а изнутри, что дает определенные преимущества.

Для повышения чувствительности данной схемы, открытый участок оптического волокна изогнут в форме петли. Охлаждение зеркала осуществляется термо-электронной батареей (ТЭБ) 2, построенной на элементах Пельтье. За счет миниатюрности конденсационного зеркала ТЭБ обеспечивает охлаждение зеркала до – 60°С при отсутствии избыточного давления и – 35°С при избыточном давлении 10 МПа. Измерение температуры точки росы при этом производится термодатчиком 4, сопряженным и соизмеримым с чувствительным элементом.

Уникальная технология сборки измерительного узла, на основе кварцевого оптического волокна, позволила получить конденсационно-регистрирующее устройство с площадью не более 0,25 мм2.

Другим существенным преимуществом анализатора является возможность визуализации процессов конденсации — испарения (пример трека измерения приведен на рисунке), что позволяет повысить достоверность измерения.

Пример трека визуализации

Наличие больших аппаратных и вычислительных ресурсов позволяет при вычислении температуры точки росы производить анализ и математическую обработку всей конденсационной кривой, что, в свою очередь, позволяет более четко дифференцировать конденсируемые на чувствительном элементе примеси.

Состав

В состав анализатора «КОНГ-Прима-4» входят:

  • первичный преобразователь — преобразователь точки росы (ПТР);
  • вторичный блок, осуществляющий общее управление анализатором (центральный управляющий блок ЦУБ или интерфейсный блок ИБ).

Преобразователь точки росы (ПТР), входящий в состав анализатора, может иметь различные конструктивные исполнения, которые определяются при заказе анализатора:

  • ПТР в исполнении КРАУ2.848.001, с погружным газоподводом, предназначен для монтажа непосредственно на трубопроводе
  • ПТР в исполнении КРАУ2.848.001-01, с проточным газоподводом, предназначен для подключения к трубопроводу по проточной схеме, например, через систему подготовки газа КРАУ2.848.002 или КРАУ2.848.003 
    В комплекте с системой подготовки газа КРАУ2.848.002 ПТР может использоваться для измерения ТТР до –30°С при рабочем давлении до 10 МПа. 
    В комплекте с системой подготовки газа КРАУ2.848.003 (с дополнительным охлаждением) ПТР может использоваться для измерения ТТР до –50°С при рабочем давлении до 10 МПа или для измерения ТТР до –30°С при рабочем давлении до 10 МПа в газе со значительным количеством высших углеводородов.
  • ПТР в исполнении КРАУ2.848.001-02, в отличие от ПТР КРАУ2.848.001-01 имеет повышенную прочность элементов конструкции ПТР, что позволяет использовать его при максимальном рабочем давлении до 25 МПа. Кроме этого, датчик ПТР теплоизолирован от корпуса. Это позволяет более эффективно охлаждать датчик ПТР при использовании его в комплекте с системой подготовки газа КРАУ2.848.003 и исключить конденсацию влаги на корпусе ПТР (это актуально в местах с высокой влажностью окружающего воздуха).

Вторичный блок анализатора имеет два конструктивных исполнения:

  • центральный управляющий блок КРАУ3.035.001-01
  • интерфейсный блок КРАУ3.622.002

Вторичный блок (ЦУБ КРАУ3.035.001-01 или ИБ КРАУ3.622.002) в составе анализатора выполняет следующие функции:

  • управление процессом измерения и обработка результатов измерения;
  • настройка параметров процесса измерения с помощью встроенной клавиатуры или терминального компьютера;
  • сбор и хранение данных;
  • визуализация процесса с помощью подключаемого к вторичному блоку терминального компьютера;
  • формирование сообщений о самодиагностике анализатора;
  • обеспечение интеграции анализатора в АСУ ТП.

Основные технические характеристики

Наименование параметра Исполнение ПТР Величина
Диапазон измерения температуры точки росы по влаге КРАУ2.848.001,-01 от –30 до +30 °C
КРАУ2.848.001-01,
-02 1)
от –50 до +10 °C
по угле-водоро-дам КРАУ2.848.001,-01 от –30 до +30 °C
КРАУ2.848.001-02 от –30 до +10 °C
Пределы абсолютной погрешности при измере-нии точки росы по влаге КРАУ2.848.001,-01 ±0,25°C 2), ±1°C
КРАУ2.848.001-02 ±1°C
по угле-водоро-дам ±1°C (чистый пропан)
Характеристики пробы газа
Давление КРАУ2.848.001,-01 до 10 МПа
КРАУ2.848.001-02 до 10 МПа
Температура от –20 до +50°С
Характеристики ПТР
Электрическое подключение Кабель 4х0,75 мм2 с внешним диаметром
от 8 до 11,5 мм
Материалы, контактирую-щие с измеряемым газом нержавеющая сталь 12Х18Н10Т
(ТУ 14-1-3957-85), фторопласт 4, кварц
Средний расход газа через измерительную камеру, не более КРАУ2.848.001-01,
КРАУ2.848.001-02
1,5 норм.л/мин
Средний расход газа че-рез канал дополнитель-ного охлаждения (при из-мерении точки росы ниже –30°С), не более КРАУ2.848.001-02
с системой подготовки газа
15 норм.л/мин
Эксплуатационные, весовые и габаритные характеристики
Рабочая температура окружающей среды КРАУ2.848.001 от –40 до +40°C
КРАУ2.848.001-01,-02 от +10 до +40°C 3)
Относительная влажность воздуха ПТР до 98% при темп. +35°C и ниже
ИБ, ЦУБ до 80% при темп. +35°C и ниже
Атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм.рт.ст.)
Механические воздействия ПТР амплитуда вибро-перемещений до 0,15 мм в диапа-зоне частот
(10-55) Гц
ИБ, ЦУБ амплитуда вибро-перемещений до 0,1 мм в диапа-зоне частот
(10-55) Гц
Масса, не более ПТР 6,5 кг
ПТР с системой подготовки газа 17 кг
ИБ КРАУ3.622.002 0,85 кг
ЦУБ КРАУ3.035.001-01 6,5 кг
Блок питания АСЕ–540А 0,7 кг
Габаритные размеры,
не более
ПТР КРАУ2.848.001 240х130х460 мм
ПТР КРАУ2.848.001-01 240х120х270 мм
ПТР КРАУ2.848.001-02 240х120х270 мм
ПТР с системой подготовки газа 580х410х185 мм
ИБ КРАУ3.622.002 190х191х103 мм
ЦУБ КРАУ3.035.001-01 483х320х133 мм
Блок питания АСЕ–540А 125х40х180 мм
Рабочая температура окружающей среды ПТР КРАУ2.848.001 от –40 до +40°C
ПТР КРАУ2.848.001-01, -02 от +10 до +40°C
ИБ, ЦУБ от +1 до +35°C
Расстояние от ПТР до ИБ не более 1000 м
Средний срок службы,
не менее
10 лет 4)
Постоянные магнитные поля или переменные поля
промышленной частоты с напряженностью более 40 (400 для ПТР) A/м должны отсутствовать

 

1) — в комплекте с СПГ; 
2) — для анализатора, используемого в качестве рабочего эталона (диапазон измерения точки росы от –30 до +30°С); 
3) — температура ПТР, СПГ и пробоотборной линии должна быть не менее чем на 5°С выше максимального прогнозируемого значения точки росы; 
4) — срок службы ДПИ — не менее 3 лет.

Комплект поставки

Наименование составной части комплекта Варианты комплектности
«КОНГ-
Прима-4» КРАУ2.844.003
«КОНГ-
Прима-4» КРАУ2.844.003-02
Преобразователь точки росы КРАУ2.848.001 (КРАУ2.848.001-01, КРАУ2.848.001-02) * 1 1
Интерфейсный блок КРАУ3.622.002 1
Центральный управляющий блок КРАУ3.035.001-01 1
Специальное программное обеспечение КРАУ2.844.003Д21 (на компакт диске), руководство по эксплуатации КРАУ2.844.003РЭ, формуляр КРАУ2.844.003ФО, методика поверки анализатора КРАУ2.844.003МП 1
Специальное программное обеспечение КРАУ2.844.003-02Д21 (на компакт диске), руководство по эксплуатации КРАУ2.844.003-02РЭ, формуляр КРАУ2.844.003-02ФО, методика поверки КРАУ2.844.003МП 1