GB/T 17283.2-2026 天然气 水分的测定 第2部分：用振荡频差法测定水含量

　　ICS 75. 060 CCS E 24

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 17283.2—2026

　　天然气 水分的测定

　　第 2 部分:用振荡频差法测定水含量

　　Naturalgas—Determination ofmoisture—Part2:Determination ofwater

　　contentby oscillation frequencydifferencemethod

　　2026-01-28发布 2026-08-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 17283.2—2026

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　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 17283《天然气 水分的测定》的第 2部分 。GB/T 17283已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :用冷却镜面凝析湿度计法测定水露点 ;

　　— 第 2部分 :用振荡频差法测定水含量 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司输气管理处 、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院 、中国石油化工股份有限公司天然气榆济管道分公司 、国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司 、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司 、中油国际管道有限公司 、中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 塔 里 木 油 田 分 公 司 、中 国 测 试 技 术 研 究 院 化 学 研究所 。

　　本文件主要 起 草 人 : 丁 思 家 、陈 学 忠 、张 凯 、周 理 、林 敏 、陈 学 锋 、陈 敬 东 、徐 冲 、罗 敏 、张 西 、何 敏 、王华青 、图孟格勒 、吴岩 、朱华东 、何斌 、杜爽 、倪锐 、李阳 、邹玉星 、张镨 、张佩颖 、余海洋 、宋超凡 、裴全斌 、孟祥娟 、袁运栋 、李镒宏 。

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　　引 言

　　水分是天然气中的有害杂质 ,水露点或水含量高将影响天然气的生产 、输送和使用 ,并带来安全风险 ,水露点或水含量是天然气的一项重要质量指标 。

　　测定天然气的水露点或水含量的 目的 :

　　— 监测气体质量 ;

　　— 监控气体处理厂脱水的操作 ;

　　— 确定水分在管道中的凝析条件 。

　　鉴于测定天然气水露点或水含量的方法较多 , 目前 ,我国已发布的检测方法既有直接测定水露点的方法 ,也有测定水含量的方法 ,而水露点和水含量是可以相互换算的 ,并且有换算方法标准 ,为了便于标准的管理和使用者的选择 ,将现有测定水露点或水含量的相关标准拟整合成系列方法标准 。

　　GB/T 17283《天然气 水分的测定》拟由以下 7个部分构成 。

　　— 第 1部分 :用冷却镜面凝析湿度计法测定水露点 。 目 的在于规范采用冷却镜面凝析湿度计法原理的仪器测定水露点的试验方法 。

　　— 第 2部分 :用振荡频差法测定水含量 。 目的在于规范采用振荡频差法原理的仪器测定水含量的试验方法 。

　　— 第 3部分 :用激光吸收光谱法测定水含量 。 目的在于规范采用激光吸收法原理的仪器测定水含量的试验方法 。

　　— 第 4部分 :用电子分析法测定水含量 。 目的在于规范采用电子分析法原理的仪器测定水含量的试验方法 。

　　— 第 5部分 :用卡尔费休-库仑法测定水含量 。 目 的在于规范采用卡尔费休-库仑法原理的仪器测定水含量的试验方法 。

　　— 第 6部分 :用吸收称量法测定水含量 。 目的在于规范采用吸收称量法测定水含量的试验方法 。

　　— 第 7部分 :水含量和水露点之间的换算 。 目的在于确定水含量和水露点之间的关联关系 , 以此进行水含量和水露点之间的相互换算 。

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　　天然气 水分的测定

　　第 2 部分:用振荡频差法测定水含量

　　警告:本文件并未指出所有可能的安全问题 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施 ,并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　本文件描述了振荡频差法测定天然气中水含量的原理 、仪器设备 、测量步骤 、仪器校准 、结果数据的处理 、重复性和检测报告 。

　　本文件适用于管输天然气中水含量(体积分数)的在线测定 ,测定范围为 5× 10- 6 ~ 2 000× 10- 6 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 13609 天然气取样导则

　　GB/T 20604 天然气 词汇

　　3 术语和定义

　　GB/T 20604界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　振荡器 oscillator

　　在恒定电压下 ,一种能够以特定频率振荡的薄片 ,其振荡频率会随着薄片质量的变化而改变 。

　　注 : 振荡器一般分为测量振荡器和参比振荡器 ,测量振 荡 器 封 装 于 测 量 池 内 , 可 与 样 品 气 相 接 触 ,用 于 测 量 振 荡 器薄片上吸附水分的质量 ;参比振荡器完全封闭在一 个 密 闭 空 间 参 比 池 内 ,不 与 外 界 连 通 , 给 定 一 个 恒 定 电 压 可产生一个恒定的振荡频率 ,用于校准性能可能出现变化的测量振荡器 。

　　4 原理

　　在检测仓内一块薄片上有一层敏感的吸湿材料 ,在一定温度条件下 , 给定一个恒定的电压时 ,会产生一个振荡频率 , 当天然气样品流过薄片时 ,表面的吸湿材料会吸附天然气中的水分 。薄片表面的质量变化使其固有振荡频率发生改变 ,且振荡频率随涂层吸附水分质量的变化而成比例地改变 ,通过测量薄片振荡频率的差异测定水分质量 。经过换算得到对应的水分体积 ,再结合样品气的进样体积 ,便可得到以体积分数表示的水含量 。其中 ,水分质量与振荡频率之间的关系如式(1)所示 :

　　Δm =-k/Δf …………………………( 1 )

　　式中 :

　　Δm — 薄片吸附的水分质量 ,单位为毫克(mg) ;

　　k — 质量灵敏度系数 ,单位为毫克赫兹(mg · Hz) ;

　　Δf — 振荡频率变化值 ,单位为赫兹(Hz) 。

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　　振荡频差法测定水含量的工作原理如图 1所示 。

　　图 1 振荡频差法测定水含量的工作原理示意图

　　在参比阶段 ,样品气流经干燥器脱水后进入测量池 ,此时的薄片振荡 频 率 为 f1 , 干 气 的 振 荡 频 率fD 为此时测量池的频率与参比池振荡频率之差 ;在测量阶段 ,含有水分的样品气不经过干燥器直接进入测量池 ,此时的薄片振荡频率为 f'1 ,湿气的振荡频率 fS 为此时测量池的频率与参比池振荡频率之差 , 由此可得到薄片在相同的气体背景条件下仅因水含量不同时的振荡频率差 Δf,结合式(1) 可得到薄片上吸附的水分质量 。

　　5 仪器设备

　　5. 1 分析系统构成

　　振荡频差法在线水分分析系统应由取样单元 、样品处理单元 、振荡频差法在线水分分析仪(以下简称分析仪) 、样品放空管线和信号传输单元构成 。

　　振荡频差法在线水分分析系统工作流程示意图如图 2所示 。

　　标引序号说明 :

　　1— 天然气管道 ;

　　2— 取样探头 ;

　　3— 减压器 ;

　　4— 调压装置 ;

　　5— 过滤器 ;

　　6 — 三通阀 ;

　　7 — 旁通管线 ;

　　8 — 流量计 ;

　　9 — 分析仪 ;

　　10— 样品放空管线 。

　　图 2 振荡频差法在线水分分析系统工作流程示意图

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　　5.2 取样单元

　　取样单元包括样品传输管线 、取样探头及其配套的减压器 ,要求能够从管道中获取具有代表性 、稳定性的样品气流 ,并且尽可能减少样品在管道内的时间延迟 ;在取样减压过程中 ,应防止水分凝析 ;在样品传输过程中 ,样品传输管线 、调压器应具有保温伴热功能 ,其伴热温度应高于气体露点温度 ,避免输送途中因环境温度低而导致样品气中的水分凝析 。

　　取样探头的安装应符合 GB/T 13609的要求 。

　　5.3 样品处理单元

　　样品处理单元应安装在分析仪之前 ,包括调压装置 、流量计以及可以除去颗粒物和液烃的过滤器等 。调压装置宜具有保温伴热措施 ,保证样品气进入仪器内时为气态 。此外 ,样品处理单元与旁通管线相连接 ,可以快速放空管线气体 , 以确保样品气以较快的速度流向分析仪 。

　　5.4 分析仪

　　分析仪应能稳定地测量水含量 ,主要由样品测量振荡器 、参比振荡器 、压电测量装置 、干燥器 、水分发生器 、保温箱及温度控制器等组成 ,测量振荡器和参比振荡器由压电测量装置采集其振荡信号 ,可交替测量干燥气体和样品气的振荡频率 ;干燥器可以将样品气中的水含量(体积分数)干燥到 0. 025× 10- 6以下 ,形成参比气体 ;水分发生器可以发出已知水含量的湿润气体 ,用于对仪器的测量状态进行参数修正 ;保温箱及温度控制器能够对仪器的整个箱体温度控制在仪器所需的范围内 。

　　5.5 信号传输单元

　　将测试结果以一定的计算机协议传输到站控电脑 。

　　5.6 样品放空管线

　　将经过分析仪测定后的样品气放空的管线 ,与分析仪的测量出 口相连接 。放空管线应具有排液防倒吸功能 。

　　6 仪器测量

　　6. 1 准备工作

　　6. 1. 1 按照图 2所示安装取样单元 、样品处理单元 、分析仪 、放空管线及信号传输单元等 ,并确认所有组件的压力等级符合现场工艺条件 。

　　6. 1.2 检查并确认样品传输管线 、取样探头 、流量计等组件是否清洁 、干燥 ,必要时 ,宜对进入分析仪前的所有管路 、装置进行吹扫 。

　　6. 1.3 检查并确认整个气体流经的管路 、组件无泄漏 。

　　6.2 样品测试

　　6.2. 1 按照分析仪要求调节样品气的流量 、压力 ,通电开启分析仪 。

　　6.2.2 调节旁通阀门 ,流量宜控制在 0. 5 L/min~ 1 L/min, 以减少样品气在管道的滞留时间 , 同时避免压降过大造成的水分凝析 ,用样品气充分吹扫置换整个管路 。

　　6.2.3 按照分析仪要求设定各项参数 ,测定待测样品气 。

　　6.2.4 当分析仪读数稳定时 ,读取水含量(体积分数)值 。

　　注 : 根据需要 ,水含量值与气源压力等参数相结合 ,利用特定换算关系 ,可计算出天然气的水露点温度值 。

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　　7 仪器校准

　　宜采用水有证标准物质或准确度等级更高的水含量测定仪对分析仪行校准 。

　　每年或者分析仪有重大维修经历时宜进行校准 。

　　8 结果数据的处理

　　至少连续 2 次读取水含量(体积分数)值 , 当 2 次读数差值不超过表 1 的规定时 ,取其算术平均值作为最终检测结果 。

　　读数小于 100×10-6时 ,结果保留 1位小数 ,读数大于或等于 100×10-6时 ,结果取整数 。

　　9 重复性

　　对于同一个样品 ,在重复性条件下连续 2 次测试结果的差值绝对值 ,在 95%的置信区间内不应超过表 1 给出的重复性限 ,超过重复性限的概率不超过 5% 。

　　表 1 不同水含量范围内的重复性限

　　10 检测报告

　　检测报告包括但不限于以下内容 :

　　— 站点及气源名称 ;

　　— 检测时间 ;

　　— 取样部位 ;

　　— 仪器信息 ;

　　— 气源压力 ;

　　— 气源温度 ;

　　— 本文件编号(包括年代号) ;

　　— 检测结果 ;

　　— 检测人员 。