SY/T 6892-2024 天然气管道内颗粒物检测方法

　　ICS75-010CCSE04

　　中华人民共和国石油天然气行业标准

　　SY/T 6892—2024

　　代替SY/T 6892—2012

　　天然气管道内颗粒物检测方法

　　Methods of determining the particulate matter innatural gas pipeline

　　2024—09-24发布2025—03-24实施

　　国家能源局发布

　　SY/T6892—2024

　　目次

　　前言 Ⅱ

　　1范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4符号 2

　　5方法原理 3

　　6材料 4

　　7 仪器设备 5

　　8取样 5

　　9检测步骤 6

　　10检测数据处理 7

　　11检测报告 8

　　附录A (规范性)颗粒物浓度换算方法 9

　　附录B (资料性)检测报告格式 10

　　SY/T 6892—2024

　　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。

　　本文件代替SY/T 6892—2012《天然气管道内粉尘检测方法》,与SY/T 6892—2012相比，除结 构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：

　　a)修改了标准名称，将“粉尘”改为“颗粒物”,增加了“颗粒物”定义(见3.1);

　　b)增加了“典型检测流程”(见5.3);

　　c) 增加了取样探头图例(见6.1);

　　d) 增加了滤膜材料选择依据(见6.3.1);

　　e)修改了“基本规定”(见7.1,2012年版的第4章);

　　f)修改了仪表准确度等级(见7.2,2012年版的5.3);

　　g)删除了“减压装置”及相关信息(见2012年版的4.2、5.2);

　　h)增加了“非等动取样”“非等动取样步骤”(见8.2、9.2);

　　i)增加了颗粒物含有液滴时的检测步骤(见9.3.5);

　　j) 修改了检测报告格式(见11.1、附录B,2012年版的7.2.10、附录B)。

　　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。

　　本文件由石油工业标准化技术委员会油气储运专业标准化技术委员会提出并归口。

　　本文件起草单位：国家管网集团北方管道有限责任公司、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油大学(北京)、国家管网集团西气东输管道有限责任公司、国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司、新奥(舟山)液化天然气有限公司、国家管网集团有限公司液化天然气接收站管理分公司、国家管网集团北京管道有限公司、中油国际管道有限公司。

　　本文件主要起草人：张玉蛟、姬忠礼、刘震、王春明、李柏松、蔡永军、涂振权、张星、袁运栋、游泽彬、何嘉欢、郑思佳、陆美彤、张芳、延斌、王华青、穆承广、许琛琛、叶芳、邓梁、李攀峰、程龙生。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：

　　——2012年首次发布为SY/T 6892—2012;

　　——本次为第一次修订。

　　天然气管道内颗粒物检测方法

　　1范围

　　本文件规定了用称重法测定天然气中的颗粒物浓度和用光学粒子计数法测定天然气中颗粒物浓度及粒径分布的基本方法。

　　本文件适用于长输天然气管道内颗粒物的检测，城市燃气等管道可参照执行。

　　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/T3836.1爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求

　　GB/T 4208外壳防护等级(IP代码)

　　GB/T 17747(所有部分)天然气压缩因子的计算

　　GB/T20801(所有部分)压力管道规范工业管道

　　GB39800.2个体防护装备配备规范第2部分：石油、化工、天然气

　　GB50251输气管道工程设计规范

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　颗粒物 particulatematter

　　天然气在管道输送过程中携带的固体和液体颗粒状物质。

　　3.2

　　取样点samplingpoint

　　能够反映一段管道内天然气中的颗粒物平均水平且具备取样条件的点位。

　　3.3

　　取样位置 samplingposition

　　取样点所在的管道截面。

　　3.4

　　等动取样isokinetic sampling

　　进入取样探头孔内的气体速度与管道内该位置的气体平均速度相等的取样方法。

　　3.5

　　称重法weighingmethod

　　天然气通过滤膜时颗粒物被阻留在滤膜上，根据滤膜的增重和通过的天然气体积计算出颗粒物浓

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　　度的方法。

　　3.6

　　光学粒子计数法opticalparticlecounteringmethod

　　颗粒经激光或白光照射时发生光散射，通过测量散射光强和脉冲数反演得到颗粒物直径和浓度的方法。

　　3.7

　　工况状态 operationstatus

　　天然气管道内的实际运行压力和温度所对应的状态。

　　3.8

　　工况浓度particle concentration in operation status

　　工况状态下，天然气中的颗粒物浓度。

　　3.9

　　检测状态detection status

　　天然气进入颗粒物检测装置时的运行压力和温度所对应的状态。

　　3.10

　　检测状态浓度 particleconcentrationindetectionstatus

　　检测状态下，天然气中的颗粒物浓度。

　　3.11

　　标况浓度particle concentration in standard status

　　标准状态下(压力101.325kPa, 温度20℃),天然气管道内的颗粒物浓度。

　　4符号

　　下列符号适用于本文件。

　　C——颗粒物浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);

　　Cn——颗粒物标况浓度，单位为毫克每立方米(mg/Nm³);

　　Cr——颗粒物工况浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);

　　C 检——颗粒物检测状态浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);

　　C——多点取样时第i 个取样点的颗粒物浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);

　　E—— 等动取样相对误差，用百分数表示;

　　m₁——检测前滤膜质量，单位为毫克(mg);

　　m₂—检测后滤膜质量，单位为毫克(mg);

　　Pェ——工况状态所对应的天然气压力，单位为帕(Pa);

　　P检——检测状态所对应的天然气压力，单位为帕(Pa);

　　QN—— 标况状态下天然气中累计取样的气体体积，单位为立方米(Nm³);

　　Qr——工况状态下天然气中累计取样的气体体积，单位为立方米(m³);

　　Q 检—检测状态下天然气中累计取样的气体体积，单位为立方米(m³);

　　Q——多点取样时第i 个取样点累计取样的气体体积，单位为立方米(m³);

　　Tr—— 工况状态所对应的天然气温度，单位为开尔文(K);

　　T检——检测状态所对应的天然气温度，单位为开尔文(K);

　　vo——取样点处管道内工况气体速度，单位为米每秒(m/s);

　　v₁——取样点处取样探头内工况气体速度，单位为米每秒(m/s); ZN——标况状态时的天然气压缩因子，无量纲;

　　Zr——工况状态时的天然气压缩因子，无量纲;

　　Z检——检测状态时的天然气压缩因子，无量纲。

　　5 方法原理

　　5.1称重法

　　从天然气管道取样点引出的天然气通过滤膜时，天然气中携带的颗粒物被阻留在滤膜上，根据滤 膜的增重和通过的天然气体积，可计算出颗粒物浓度。

　　5.2光学粒子计数法

　　光在传播过程中受到天然气中颗粒物的干扰，偏离其原来的传播方向并在空间中散射，通过测量散射光强和脉冲数，可反演得到颗粒物直径和浓度。

　　5.3典型检测流程

　　5.3.1使用称重法检测天然气管道内颗粒物浓度的典型流程见图1。天然气样品经取样探头等动取样，由取样阀取出，依次经过压力检测仪表、温度检测仪表、滤膜，气体中携带的颗粒物(粉尘、液滴)被滤膜捕集，洁净的气体经流量检测仪表、减压阀后进入放空管线。

　　图1称重法典型检测流程

　　5.3.2 使用光学粒子计数法检测天然气管道内颗粒物浓度的典型流程见图2。天然气样品经取样探头等动取样，由取样阀取出，依次经过压力检测仪表、温度检测仪表、样品气分配室。因光学粒子计数 器对样品气流量有限制，当等动取样时的样品气流量超出限制时，仅有满足光学粒子计数器检测需求的样品气进入光学粒子计数器进行检测，其他样品气则通过样品气分配室进入旁路。经光学粒子计数器检测后的样品气、旁路样品气分别经滤膜、流量检测仪表、减压阀后进入放空管线。

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　　图2光学粒子计数法典型检测流程

　　6材料

　　6.1取样探头

　　6.1.1 取样探头内径宜从尺寸系列4mm、6mm、8mm和10mm中选取。在实现等动取样的前提下，宜采用小尺寸内径，以避免样品气放空损失。

　　6.1.2取样探头孔边缘做成渐缩锐边，锐边锥度不应大于30°,见图3。

　　锥度≤30°

　　图3取样探头

　　6.2连接管线

　　6.2.1取样管线、取样阀及接头材质宜使用不锈钢材料。

　　6.2.2 取样管线、取样阀及接头内径应不小于4mm。 6.3滤膜

　　6.3.1当颗粒物以粉尘为主时，滤膜宜选用不锈钢纤维或玻璃纤维材料;当颗粒物以液滴为主时，滤膜宜选用液滴吸附性能好的复合纤维材料。

　　6.3.2 所用滤膜对0.3μm的颗粒物过滤效率不应低于99.97%。

　　6.3.3 合理选择滤膜的面积，使得通过滤膜的气体速度不大于0.8m/s。

　　7仪器设备

　　7.1基本规定

　　7.1.1天然气管道内颗粒物检测装置应至少包括取样探头、取样阀、仪表、颗粒物检测单元(光学粒子计数器、滤膜)、减压放空单元及连接管线等。

　　7.1.2颗粒物检测状态浓度小于10mg/m³时，宜采用光学粒子计数器测量;对于颗粒物检测状态浓度在10mg/m³~100mg/m³时，光学粒子计数器和称重法均适用;颗粒物检测状态浓度大于100mg/m³时，宜采用称重法进行检测。

　　7.1.3天然气管道内颗粒物检测装置的设计、制造、检验、验收、现场安装调试应按GB/T 20801或 GB 50251的相关规定执行。

　　7.1.4 天然气管道内颗粒物检测装置选用的设备至少满足GB3836.1中规定的ExdⅡ BT4的防爆标准，宜使用本质安全型防爆设备。

　　7.1.5天然气管道内颗粒物检测装置防护等级不低于GB/T 4208中规定的IP65防护等级，或符合站场防护等级规定。

　　7.1.6放空操作应执行站场安全规定。

　　7.1.7 操作人员应熟悉天然气输气站场工艺流程和安全规定，掌握取样与检测的基本技能。

　　7.1.8 操作人员应按照GB39800.2相关规定配备个人防护装备。

　　7.2仪表

　　7.2.1天然气管道内颗粒物检测装置的仪表主要包括压力检测仪表、温度检测仪表和流量检测仪表。

　　7.2.2压力检测仪表准确度等级不应低于0.2。

　　7.2.3温度检测仪表准确度等级不应低于分度值0.5℃。

　　7.2.4流量检测仪表准确度等级不应低于0.7。

　　7.3颗粒物检测单元

　　7.3.1滤膜的质量检测用天平的分辨力应低于0.1mg。

　　7.3.2光学粒子计数器粒径测量范围至少包含0.3μm～40μm且至少具有10个粒径测量等级，可测颗粒物计数浓度上限不小于10⁴个/cm³。

　　7.3.3在取样位置所在区域的过滤分离设备筒体内或滤芯进气侧取得颗粒物样品，进行颗粒物组分分析，得到颗粒物密度和折射率，输入到光学粒子计数器的配套软件。

　　8取样

　　8.1等动取样

　　8.1.1取样位置应选择在直管段，优先选择在竖直管段。 8.1.2取样位置应避开管道弯头和断面急剧变化的部位。取样位置的上游直管段长度不宜小于8倍管道直径，且下游直管段长度不宜小于3倍管道直径。对于不满足上述尺寸规定的管道，可适当减小取样位置的直管段长度，取样位置的上游直管段长度不宜小于3倍管道直径，并应适当增加取样点数目。

　　8.1.3取样位置应避开对检测人员操作有危险的场所。

　　8.1.4宜选用直径不大于DN600的管道，取样点数目可为1个，可选择管道中心作为取样点。

　　8.1.5对于不小于DN600 的水平管道，取样点数目宜为4个，4个取样点均布在与管道中心同心环上，同心环半径为0.707倍管道内半径，取样点分布情况见图4。

　　注：1、2、3、4为取样点。

　　图4不小于DN600 的管道内取样点分布情况

　　8.1.6多点取样时颗粒物浓度用公式(1)计算：

　　…………………………………

　　(1) 8.1.7对于不小于DN600的竖直管道，取样点数目可为1个，宜选择图4中取样点2或取样点4。

　　8.2非等动取样

　　对干未安装取样探头或不具备安装取样探头条件的管道.又确需临时取样的.取样位置宜选在压力表取样管处，由压力表根部阀代为取样阀。

　　9 检测步骤

　　9.1等动取样步骤

　　9.1.1根据8.1规定选择管道取样位置和取样点，将检测装置连接到取样管道，取样探头应正对管道内气流方向，取样探头进气口轴线方向与该处气流方向角度偏差不应大于10°。

　　9.1.2 打开取样阀，按GB/T 20801的规定对颗粒物检测装置进行检漏。

　　9.1.3调节颗粒物检测装置的流量，实现取样探头等动取样，并应保证在整个检测过程中实现取样探头等动取样。等动取样的相对误差在-5%～+10%之内。气体速度相对误差由公式(2)计算：

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　　……………………………………(2)

　　9.2非等动取样步骤

　　9.2.1将检测装置连接到取样位置，打开取样阀，按GB/T 20801的规定对颗粒物检测装置进行检漏。

　　9.2.2调节颗粒物检测装置的流量，实现取样管路内气体速度与取样位置的天然气管道内气体速度一致，并应保证在整个检测过程中取样流量波动在-5%～+10%之内。

　　9.2.3对于未使用等动取样方式的，应保证适当的取样时间，取颗粒物浓度达到相对稳定状态的数据。

　　9.3称重法检测步骤

　　9.3.1取样前的滤膜放入75℃~85℃烘箱中烘干20min,取出置于干燥器中，冷却至室温，用天平称量至恒重。滤膜称量时环境湿度不应大于50%。

　　9.3.2使天然气通过滤膜，控制气体的累计流量，使滤膜的增重不少于1mg。

　　9.3.3结束取样后，记录累计取样的气体体积。

　　9.3.4当颗粒物为粉尘时，取样后的滤膜放入75℃~85℃烘箱中烘干20min,取出置于干燥器中，冷却至室温，用天平称量至恒重，滤膜增重大于或等于1mg时认为检测结果有效，否则重新检测。

　　9.3.5当颗粒物含有液滴时，取样后的滤膜先用天平称量至恒重，再放入75℃~85℃烘箱中烘干20min, 取出置于干燥器中，冷却至室温，再用天平称量至恒重，滤膜增重大于或等于1mg时认为检测结果有效，否则重新检测。

　　9.3.6通过滤膜增重和累计取样的气体体积，计算出天然气中的颗粒物检测状态浓度。

　　9.3.7 称重法取样得到的粉尘颗粒物，可利用激光衍射法或电阻法分析得到粉尘颗粒物直径分布。

　　9.4光学粒子计数法检测步骤

　　9.4.1打开光学粒子计数器，输入颗粒物密度和折射率。

　　9.4.2 达到取样要求后进行检测，得到颗粒物检测状态浓度。

　　10检测数据处理

　　10.1称重法数据处理

　　10.1.1天然气中的颗粒物检测状态浓度的计算方法见公式(3):

　　……………………………………

　　(3) 10.1.2根据各管路的压力、温度及天然气的组分，把称重法得到的颗粒物检测状态浓度，按附录A换算到工况浓度和标况浓度。

　　10.2光学粒子计数法数据处理

　　根据各管路的压力、温度及天然气的组分，把得到的颗粒物检测状态浓度，按附录A 换算到工况浓度和标况浓度。 11检测报告

　　11.1检测结束后应填写检测报告，检测报告至少包括以下内容：——检测地点、检测时间;

　　——管道内天然气的基本情况;

　　——取样过程中管道内的天然气平均压力、平均温度、流量;——取样位置和取样点个数;

　　——使用的检测方法;——检测结果;

　　——任何与规定的检测步骤偏离的情况。

　　11.2检测报告格式参照附录B。

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　　附录A

　　(规范性)

　　颗粒物浓度换算方法

　　A.1 天然气压缩因子按GB/T 17747相关规定进行计算。

　　A.2 颗粒物工况浓度与检测状态浓度之间换算方法见A.2.1和A.2.2。

　　A.2.1工况状态时天然气流量按公式(A.1)计算：

　　…………………………

　　A.2.2 颗粒物工况浓度按公式(A.2)计算：

　　……………………………

　　A.3 颗粒物标况浓度与工况浓度之间换算方法见A.3.1和A.3.2。

　　A.3.1标况状态下天然气流量按公式(A.3)计算：

　　………………………

　　A.3.2颗粒物标况浓度按公式(A.4)计算：

　　………………………

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　　附录B

　　(资料性)检测报告格式

　　天然气管道内颗粒物检测报告格式见表B.1。

　　表B.1天然气管道内颗粒物检测报告

　　检测地点 检测时间 管道内天然气压力，MPa 管道内天然气温度，℃ 天然气密度 颗粒物密度 管道内径 取样位置信息 包括取样位置上、下游直管段长度等 取样过程描述 包括取样时间、取样类型等 使用的检测方法 主要检测仪器 检测结果 取样流量(标况),Nm³/h 颗粒物检测浓度， mg/m³ 颗粒物标况浓度， mg/Nm³ 颗粒物工况浓度， mg/m³ 颗粒物粒径分布 任何与规定的检测步骤偏离的情况

　　审核校核试验日期_日期日期