一、LNG 与 CNG 加气站:甲烷与热值怎么记

同样是测气,六类站点看的东西不一样。LNG 与 CNG 加气站看甲烷含量与热值,因为它决定卖给车主的那一立方米气值多少钱;液化气充装站看丙烷与丁烷的配比,还看有没有掺二甲醚;管输与调压站看组分变化与华白数;煤改气与点供看热值够不够、有没有掺混;燃气具与灶具厂看燃烧势与热值的匹配;炼化与焦化看氢、甲烷与碳二以上的分布。同一个仪器,六种用法。六种用法对的要求也不一样:加气站要一行热值,充装站要一行二甲醚,管输要一行华白数,炼化要一张全组分表,同一台 GC-R2 按场景调方法就行,从分体的 GC-R1 换到一体机,方法可以整体拷过去,不必重写。

判据不同,方法参数也要跟着改。加气站的样多是槽车与储罐的气相,甲烷占九成以上,柱温可以走常温等度;充装站的样是丙烷丁烷为主,重组分多,柱温要程序升温,否则碳四拖尾;管输的样组分变化小但要求高,重复性要盯住;炼化的尾气带氢与二氧化碳,柱子与检测条件都要另设。所以一台机器要能存多套方法,换场景时调编号,不重设。方法存得多,换场景就快;存得少,每换要重设柱温与切阀时间,重设完还要走一针标气验证。

恒美智造的方法文件按场景分开写,加气站、充装站、管输、点供各一套,交付时按用户的场景存好,换场景时调编号就行。存套数少,换场景要重设柱温与切阀时间,重设半小时,一天换两次就白干一小时。这一条在选型时问一句就够,问的是能不能存,不是存几套。恒美智造交付时按用户可能用到的场景各存一套,存完打印一份清单贴在机身上,谁用谁知道调哪一号。

表1 六类站点,各测各的

站点气从哪来主要看什么
LNG 与 CNG 加气站槽车、储罐、加气机甲烷含量与热值
液化气充装站槽车卸液、钢瓶丙烷丁烷配比与二甲醚
燃气管输与调压站管道取样口组分变化与华白数
煤改气与点供储罐、气化器热值够不够、有没有掺混
燃气具与灶具厂试烧用气燃烧势与热值匹配
炼化与焦化自产气、尾气氢、甲烷、碳二以上

注:同样一台机器,加气站看甲烷,充装站看丙烷丁烷,灶具厂看燃烧势,侧重完全不同。

二、液化气充装站:配比与掺混是两件事

充装站的坑在取样。槽车刚卸完液,罐内分层,下层重组分多、上层轻组分多,这时候取样,取到哪一层就是哪一层的数。做法是静置半小时再取,或者卸液前取;取气相时瓶口朝上,先放掉死体积,头一段混了空气,氮峰虚高,热值偏低。钢瓶取液相则相反,瓶口向下,经取样阀缓慢放出,取快了带出残液,组分偏重。分层这件事在夏天更明显,罐体受热不均,上下温差大,静置的时间要放长一点,放短了取到的还是混层。

配比与掺混是两件事,要分开看。配比是丙烷与丁烷的比例,它决定热值与燃烧特性,比例一变,热值跟着变,用户灶具的火力也跟着变;掺混是气里加了不该加的东西,常见的是二甲醚,它便宜、好烧,但会腐蚀密封件,也会让热值掉一截。两件事在一张谱图上看,前者看碳三与碳四的比例,后者看碳三与碳四之间有没有多出来的峰。两件事判据不同:配比是比值,掺混是有没有多出来的峰,把两件事混成一件,结论就会错。

掺混这一项对柱子有要求。二甲醚是极性组分,常规的烃类柱上它出得靠前,容易与丙烷叠在一起;要定量,得用能分开极性组分的柱子,或者换一根专用柱。所以充装站选型时要先问一句:查不查二甲醚。查,柱子与方法是另一套;不查,日后要查就得换柱,换柱又牵动老化与方法验证。所以选型时把这一条写进配置单,写查就配能分开极性组分的柱;恒美智造按查与不查两种配法各给一套,写不查也留一句日后可换柱。恒美智造按查与不查两种配法各给一套,用户按监管要求选。

三、管输、煤改气与灶具厂:组分变了,判据跟着变

管输与调压站的坑在取样位置。调压之后组分会有微小变化,在用户端取样,测到的是调压与管段之后的气,不代表进站的气;要在取样口取,取之前吹扫三遍,把管里的旧气赶走。管输单位还看华白数,它由热值与密度的平方根之比算出,热值够而华白数不对,用户的灶具照样烧不好,这一项在上加一行就够。华白数算出来之后要与合同或者地方标准对一遍,对不上,热值再准也算不合格。

煤改气与点供的坑在气化器。气化器结霜时,出口气的组分偏重,测出来的热值偏高,看着像气变好了,实际是取样的时机不对;做法是化霜之后再取,或者取气化器前的液相。点供单位还要看热值够不够,用户设备是按某个热值设计的,气源换了热值掉下来,设备出力就不够,这时候要的不是一个组分表,而是一个判断:这口气能不能用。判断要落到两样数上,热值与华白数,两样都在范围内才算能用,缺一样都只能算将就。

灶具厂与炼化的用法又不同。灶具厂试烧用的气与到户的气往往不是一路,两路都要取、各测,否则试烧合格、到户不合格;炼化的尾气带焦油与粉尘,取样要加过滤器,滤芯勤换,滤芯堵了进样量就少,峰面积整体偏低,看着像仪器灵敏度掉了。这两类的共同点是:样本身不干净,前处理比仪器更决定结果。过滤器要按尾气脏的程度选,脏得厉害就用大一点的,滤芯一周换,不按到货时间换;恒美智造给炼化用户配的是可拆洗的滤壳。

表2 常见气样的组分大致范围

气样主要组分热值大致水平
管道天然气甲烷九成以上三十五六兆焦每立方米
LNG甲烷九成五以上比管道气略高
CNG甲烷九成以上与管道气相近
液化石油气丙烷丁烷为主九十到一百兆焦每立方米
掺二甲醚液化气丙烷丁烷加二甲醚热值下降,密封件受蚀
煤层气与矿井气甲烷三到七成,余为空气随甲烷含量大幅波动

注:表里的数是常见范围,实际以当地气质为准,报数要报实测,不报经验值。

四、取样这一环:取错了,后面全白测

取样有六个环节,每个都有对应的错法。钢瓶取液相,瓶口向下、经取样阀缓慢放出,取快了带出残液,组分偏重;钢瓶取气相,瓶口向上、先放掉死体积,不放,头一段混了空气,氮峰虚高;管道取样,用取样袋或者钢瓶,先吹扫三遍,不吹扫,样里全是管里的旧气;取样袋用铝塑复合袋,当天测完,放两天轻组分跑掉一截;进样前经减压阀降到常压,直接进高压样,阀会坏;取样时记下温度,不记,热值折算不了。

六条里常错的是吹扫与放置。吹扫不彻底,测出来的氮与氧偏高,热值偏低,看着像气源变差;取样袋放两天,甲烷与乙烷跑了一部分,重组分的比例虚高,热值反而偏高。这两样错都不在仪器上,围着仪器查是白费功夫,得回到取样那一段去找。所以取样要有记录:谁取的、什么时候取的、取的哪一路、温度多少,四条写在袋子上。袋子上的四条要与登记表对得上,对不上的一律重取,重取十分钟,比返工一天划算。取样件也要配齐。减压阀的量程要与气源压力匹配,量程太大,出口压力不稳,进样量跟着飘;取样袋要有阀门,取完关紧;进样垫的硬度要合适,太硬针扎不透,样进不去。这几样都不值几个钱,配得不对却让数一直差那么一点。恒美智造在随机清单上把取样件单列一页,用户按气源配,配完让厂家核一遍,核过再用。

表3 气样怎么取,取错了全白测

环节做法做错的后果
钢瓶取液相瓶口向下,经取样阀缓慢放出取到的是残液,组分偏重
钢瓶取气相瓶口向上,先放掉死体积头一段混了空气,氮峰虚高
管道取样用取样袋或钢瓶,先吹扫三遍不吹扫,样里全是管里的旧气
取样袋铝塑复合袋,当天测完袋子放两天,轻组分跑了
压力经减压阀降到常压再进样直接进高压样,阀会坏
温度记下取样温度不记温度,热值折算不了

注:取样这一步的差错比机器故障多,尤其是残留空气与减压不到位两样。

五、方案落地要落到四件事:点位、频次、人员、记录

能落地的方案拆开看只有四件:点位、频次、人员、记录。点位定的是在哪里取样,槽车、储罐、加气机、管道取样口,点位不同代表性不同;频次说的是多久取,工艺要求与合同约定一起定,定完写进规程,别随人改;人员定的是谁取样、谁进样、谁认峰,三件事合适分开,分开才有复核;记录定的是样号怎么编、谱图存哪里、留多久。

频次容易定虚。合同上写每批一检,执行时成了每天一检,工作量翻着倍往上走;规程写每天一检,实际想起来才检,数据一段一段地断。频次要与样量对上:一天十针,单机够用;一天三十针以上,就要考虑双通道或者两台。频次还得跟结算周期对上,月度结算的,月底那几批样不能漏,漏了只能拿上一批的数顶上,顶上去写进,一查就露。

六类站点各有一个坑,绕法也不一样:加气站是卸液后分层,静置半小时再取;充装站是残液混进气样,取气相、瓶口朝上;管输站是调压后组分变化,在取样口取;煤改气是气化器结霜,化霜后再取;灶具厂是试烧气与到户气不是一路,两路都取;炼化焦化是尾气带焦油,加过滤器勤换滤芯。六个坑里有五个在取样上,机器出问题的比例并不高。所以方案的预算里要留一块给取样与制样,不能全压在主机上;取样件配齐,六类站点的数才稳得住,恒美智造报方案时把这一块单列。

表4 六类站点各有一个坑

站点坑在哪怎么绕
加气站槽车刚卸完液,罐内分层静置半小时再取
充装站钢瓶残液混进气样取气相,瓶口朝上
管输站调压后组分有变化在取样口取,不在用户端取
煤改气气化器结霜,组分偏重化霜后再取
灶具厂试烧气与到户气不是一路两路都取,各测
炼化焦化尾气带焦油与粉尘加过滤器,勤换滤芯

注:这六个坑有一半出在取样环节,气样取错了,机器再准也读不出真值。

六、落地时漏得多的三件事

头一件是气源条件。减压阀、管路、排风、标气存放,四样缺一样,方案就走不顺:减压阀量程不对,进样量飘;管路材质不对,轻组分被吸附;室内不通风,氢气做载气时有风险;标气放在太阳下晒,瓶压升高、组分分层。这四样在买机器之前就该定,等机器到了再补,往往要将就,将就出来的数不稳。第二件是方法与模板。方法是柱温程序、切阀时间、认峰规则,写在机器里也要有一份纸质的;模板是格式,字段、单位、判定语要与用户的台账对得上。两样不做,机器照样出数,但数没法直接用,每次都要人工抄一遍,抄错就是返工。恒美智造交付时把方法与模板一起交,模板按用户的台账调,之后照着用。

第三件是异常处置与复盘。谱图不对的时候谁判、判完怎么改、改完要不要通知下游,三件事要有约定。约定不清,操作员自己改数,改完不留痕,下次同样的问题再出现,还是从头查。办法是设一张异常单,现象、怀疑、查了什么、结论、处理五栏,每月翻一遍,翻出的重复项就是流程该改的地方。三件事都不难,难在有人盯着做。盯的办法是把三件事写进岗位说明与月度检查表,检查表一月一签,签完存档;恒美智造回访时看的就是这张表有没有按时签。气源是炼厂的叫石油液化气分析仪,做组分全分析的叫液化气常量组分分析仪,两个名字背后是两种配置,差在色谱柱与检测器上。