一、概述由于天然氣是埋藏在地下通過氣井開采出來的經過集氣、氣液分離、脫酸、脫硫等凈化回收等工藝進行處理,因此,在天然氣凈化,貯存運輸過程中，對H2S、CO2、SO2、CH4等腐蝕性氣體的在線連續分析、監測就顯得十分重要,針對氣體中不同程度地含有粉塵.低沸點有機物、硫化物水氣水合物具有一定粘度、結晶、腐蝕性等情況，易造成分析系統堵塞、腐蝕。針對上述情況,就在線監測H2S、CO2、SO2、CH4等氣體分析提出如下初步技術方案,具有安全可靠、抗腐蝕、無堵塞、取樣真實、響應快分析精度高等特點能有效地指導生產工藝控制。二、技術指標和參數㈠適用場所本儀器適用于天然氣脫酸脫硫前后以及尾氣回收等工藝中H2S、CO2、SO2、CH4在線連續監測分析。①氣體最大含塵量＜150g/NM3實際工況遠遠小于150g/NM3②氣體溫度： 800℃，天然氣實際溫度在幾十度。③取樣點壓力：大于-3KPa④適用于H2S、CO2、SO2等硫化物和腐蝕性環境。1.適用環境條件：①配置保護地線（接地電阻＜4 ）②儀表房內安裝③環境溫度：＋5～45℃2.公共設施條件：①電源220V 10％，50HZ 1HZ，容量 5KVA②反吹氣源：N2，無油、無水(0.4～0.7MPa)㈡測量要求及分析參數(根據不同的工藝要求、測量點測量成份及量程等不同)YHZD101-1A型天然氣分析儀針對天然氣的要求：采用單探頭或多探頭，進行單點或多點進行間斷或連續在線監控。測量監測天然氣中H2S、CO2、SO2等多種氣體含量，具有歷史數據存儲、報表生成等功能，其成份量信號和報警信號參與到工藝控制中，便于工藝控制和成本核算。㈢技術參數1.儀器響應時間 15s(取樣管20m左右)2.儀器灰塵過濾精度 0.5 m3.儀器可靠性MTBF＞3年4.取樣探頭免維護。系統維護周期＞1年5.針對工況和工藝可實現單系統，多點自動切換取樣分析，PLC控制，自動置換。具有自動、手動反吹防堵裝置，自動反吹清灰。6.輸出信號：4－20MA，控制報警信號NO/NC，觸點號量2A/220V7.各種控制狀態微機顯示,歷史數據存儲及報表生成。故障診斷、報警,實時追蹤顯示、信息采集、數據傳輸、遠程訪問等功能。三、關鍵技術措施針對天然氣在不同程度中，天然氣氣體混合物中氣相、冰相、烴液相及固態水合物相等多相并存，并具有一定粘度和腐蝕性的氣體特性，我們針對性設計了分析及取樣預處理系統，來確保分析系統的長期可靠免維護運行。㈠全干法分析的技術措施1.采用全干法熱態流程，高性能的系統溫控技術，并將溫度控制在天然氣露點之上避免了天然氣有水、液烴、水合物在除雜質等過濾過程中出現，避免了過濾器和管道的堵塞和結垢。要保證系統真實反映（分析氣中H2S、CO2、SO2）氣體成份濃度，其前提必須是探頭取樣要全面、真實，這些就需要有良好的預處理作保證。2.H2S、SO2、CO2易溶于水，會腐蝕管道，同時測量不準。因此，干法流程,快速冷凝顯得很重要。使樣氣中的水,有害物等雜質在某一環節快速冷凝，被快速除去，確保樣氣損耗率最低，保證樣氣不失真。同時，我們采取特殊技術,來避免在快速冷凝氣出口處固相物的形成，保證冷凝器長期使用。㈡針對天然氣中雜質含量比較大的防堵技術措施在天然氣里細小的雜質比較多。這對于取樣分析是比較困難的。簡單的分析系統在此場合應用均不能滿意首要原因就是過濾器經常堵塞，需定期拆下清洗或更換探頭。氣體的成份分析，預處理是關鍵。預處理系統中過濾措施更是關鍵的關鍵。前級過濾器承受最惡劣的環境也最易堵，這一現象是由于傳統過濾器均采用剛性表面微孔過濾原理所造成的。剛性表面微孔過濾器只靠表面積過濾，介質間隙很小，分析時大量氣塵阻擋于過濾器的表面，表面容納的雜質量有限，易堵塞。同時一部份細塵進入微孔，也有硫化物以氣態和霧狀進入微孔，而在過濾器內部結晶成固體，在反吹時，間隙內的煙塵和結晶物無法清除,造成堵塞。取下清洗后，性能不可恢復，引起壽命短，使工作量大，費用高。要徹底解決這一問題必須有過濾原理上的突破，通過多年研究創新設計的大容塵流動介質過濾器（已獲國家專利），由于介質間隙在分析時很小，保證分析精度，提高過濾效率。不僅靠表面積過濾，而且利用本身容積過濾，容塵量大，反吹時間隙變大，使清除結晶物效率可達100%，長期使用不堵塞。在原理上就解決了過濾精度和易堵的這一對矛盾。另外，過濾系統還包括流線型免維護一體化取樣探頭、不銹鋼薄壁過濾器等各項專用技術，其中每一次的過濾及防堵效果均優于傳統技術。本裝置的過濾系統整體性能在多次國際招標和國際學術交流得到國外專家的好評，處于國際領先水平。㈢系統除油質、除低沸點有機物的技術措施由于天然氣中含有荼、苯、水等物質，腐蝕性大在低溫時，這些有機物從氣體中凝結或結晶出來，形成粘液狀的結晶物；極易堵塞過濾器，因此本系統采用快速冷凝方式除去油質和水份。㈣針對系統耐腐蝕的技術措施由于天然氣中含有腐蝕性極強化學物質,針對這種情況，我們采取如下措施:1.系統與樣氣接觸部分采用不銹鋼材質或特富龍材質,強腐蝕部分可采用內襯陶瓷膜的材質。2.全干法熱態流程,避免酸液的生成。 3.智達專有的SO3過濾器,能有效地除去SO3而不影響SO2分析值，極大地減少系統被腐蝕的可能性。(五)提高系統可靠性技術措施1.從國內分析系統使用中暴露的故障率來看，影響分析系統長期穩定使用的關鍵器件主要有分析儀器、閥、泵、過濾介質。因此，將這些關鍵器件和材質全部采用考核過的進口件，所有與樣氣接觸的閥、泵等均采用耐腐材質。2.采用無觸點的固態繼電器，不存在觸點的吸合不可靠所帶來的故障。3.系統通過GJB/ISO9001質量認證，是國內唯一達到系統的可靠性指標MTBF＞3年的高質量產品。㈥系統快速響應技術吸氣泵。吸氣泵流量大，樣氣流速加快，系統便能快速響應。系統配備進口吸氣泵，流量指標為1200升/H，整個系統響應時間 15秒(取樣管20m左右),系統響應極為快速。㈦提高系統分析精度和分析真實性技術措施1.過濾精度高。本系統的過濾器有為:流線型取樣管、焦油過濾器、大容塵流動介質過濾器、不銹鋼薄壁過濾器、碳化硅過濾器、SO3過濾器、監視過濾器等，給儀器提供含塵粒度 0.5 m的超凈氣體,同時也有效除去一些對儀器有損害的有害物質，因此整個過濾能有效保證分析精度。2.儀表分析精度高。如采用西門子等進口公司儀表分析精度能達 0.5%FS。3.全干法取樣，快速響應是保證樣氣無損耗，快速分析的基礎。㈧氣體泄漏自動尋呼報警系統由于天然氣壓力高，長期不用后管道泄漏均會引起人員中毒或發生不安全因素。因此，完善的安全監控系統是很有必要的。在系統里面配備了泄漏尋呼報警系統,自動向責任人尋呼或電話報警，以便采取措施。㈨良好的系統維護性1.維護周期長。根據過濾能力和滯后時間要求，針對性設計分析系統，取樣探頭無需維護，系統維護周期＞1年，維護量少，使用費用低，基礎不需過濾器等備品備件，同時也減少了頻繁維護帶來的氣體泄漏等不安全隱患。2.模塊化設計。整個系統內由幾大模塊組成，維護簡單，管接頭采用高密封性氣路接頭，標準化通用化程度高，方便維修。㈩完善的系統控制和安全措施采用進口原裝PLC,具備自動反吹故障識別、超限報警、與生產過程聯鎖控制、安全聯鎖等控制功能。所有輸入輸出開關量控制信號和報警信號均為無源觸電信號。系統實時工作狀態CRT顯示，將歷史數據自動存儲以及報表的生成，報警窗口顯示報警內容，對故障進行自診斷,并指導維修，將各種數據通過通信遠程傳輸和處理。