ICS75.060 CCSE24 中华人民共和国国家标准 GB/T43502.1—2023 天然气 颗粒物的测定 第1部分:用光学法测定粒径分布 Naturalgas—Determinationofparticulatematter— Part1:Determinationofparticlesizedistributionbyopticalmethod 2023-12-28发布 2024-04-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 原理 1 ……………………………………………………………………………………………………… 5 试剂与材料 2 ……………………………………………………………………………………………… 6 仪器设备 2 ………………………………………………………………………………………………… 7 测定程序 3 ………………………………………………………………………………………………… 8 数据处理 5 ………………………………………………………………………………………………… 9 精密度 6 …………………………………………………………………………………………………… 10 测定报告 7 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 颗粒物粒径分布测定报告 8 …………………………………………………………… 参考文献 9 ……………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T43502.1—2023 前 言 本文件按照GB/T1.1—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/T43502—2023《天然气 颗粒物的测定》的第1部分。GB/T43502已经发布了以 下部分: ———第1部分:用光学法测定粒径分布。 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集输工程技术研究所、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、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、中国石油天然气股份有限公司华北油 田分公司、国家管网集团联合管道有限责任公司西气东输分公司、中国石油大学(北京)。 本文件主要起草人:安建川、郑思佳、张维智、戴志向、程华、胡剑、李明、陈敬东、别沁、涂振权、梅永贵、 张瑶、姬忠礼、刘震、罗敏、王小强、吴岩、陈勇智、张景辉、刘喆、张镨、李晓红、张佩颖、图孟格勒。 ⅢGB/T43502.1—2023 引 言 天然气中含有一定量的颗粒物,颗粒物的存在含影响天然气的输送和利用。从过滤分离、设备腐 蚀、管道堵塞的角度出发,颗粒物含量、粒径和成分是天然气的重要气质指标。 测定颗粒物的目的: ———监控进入长输管道的气质; ———评价过滤分离设备除尘效率。 GB/T43502《天然气 颗粒物的测定》旨在描述测定天然气中流动颗粒物的粒径大小、化合物组 成,及其含量的方法,拟由以下3个部分构成: ———第1部分:用光学法测定粒径分布。目的在于测定天然气中流动颗粒物的粒径大小及其分布。 ———第2部分:用光谱法测定成分。目的在于测定天然气中流动颗粒物的化合物组成和元素分布。 ———第3部分:用称量法测定含量。目的在于测定天然气中流动颗粒物的含量。 ⅣGB/T43502.1—2023 天然气 颗粒物的测定 第1部分:用光学法测定粒径分布 1 范围 本文件描述了采用激光衍射法和光学粒子计数法测定天然气中颗粒物粒径及其分布的方法,包括 试剂与材料、仪器设备、测定程序、数据处理、精密度和测定报告。 本文件适用于天然气输配场站计量系统、过滤分离系统颗粒物粒径与分布的测定。激光衍射法测 定范围为0.1μm~100μm,光学粒子计数法测定范围为0.1μm~60μm。 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/T6682 分析实验室用水规格及实验方法 GB/T19077 粒度分布 激光衍射法 GB/T20604 天然气 词汇 GB/T20801.5 压力管道规范 工业管道 第5部分:检验与试验 GB/T27893 天然气中颗粒物含量的测定 称量法 JJF1190 尘埃粒子计数器校准规范 JJF1211 激光粒度分析仪校准规范 JY/T0587 多晶体X射线衍射方法通则 3 术语和定义 GB/T20604界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 等动取样 isokineticsampling 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。 [来源:SY/T6892—2012,3.4] 4 原理 4.1 激光衍射法 激光在传播过程中受到样品中颗粒的干扰,在空间产生衍射,根据夫琅和费衍射理论,衍射光的强 度及空间分布与被测颗粒物的粒径呈现出一定函数关系,即单个直径为d的球形颗粒与变换面上光强 的关系可由式(1)和式(2)表达。 d=22aλ nm…………………………(1) 1GB/T43502.1—2023 I(θ)=I0 k2l2 aa4J1(asinθ) asinθé ëêêù ûúú2 ……………………(2) 式中: d ———等效球体直径,单位为微米(μm); a———无量纲的粒径参数; λ———激光光源的波长,单位为微米(μm); nm———介质的折射率; I(θ)———散射强度角分布函数; I0———入射非偏振光的强度,单位为坎德拉(cd); k———介质中的波数,单位为每微米(μm-1); la———散射物体到探测器的距离,单位为微米(μm); J1———一阶贝塞尔函数; θ———散射角,单位为度(°)。 4.2 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,根据Mie 散射理论,产生的散射光强分布与被照射的颗粒物粒径正相关,如式(3)所示。 I0∝fd λæ èçö ø÷ …………………………(3) 式中: I0———散射光光强,单位为坎德拉(cd); d———等效球体直径,单位为微米(μm); λ———入射光的波长,单位为微米(μm)。 5 试剂与材料 5.1 激光衍射法 5.1.1 蒸馏水:应符合GB/T6682三级水的要求。 5.1.2 标准颗粒物质:有证标准颗粒物。 5.1.3 取样容器:宜采用深色茶玻璃瓶,配磨口塞,容量小于等于50mL。 5.1.4 取样匙:长度10cm~20cm,单头,镀铜,耐腐蚀,耐酸碱。 5.2 光学粒子计数法 5.2.1 高效滤膜:宜选用不锈钢纤维和玻璃纤维材料。对于不小于0.3μm粒径的颗粒,分级效率不应 低于99.9%。 5.2.2 取样探头:符合GB/T27893取样探头的要求。 5.2.3 连接管线:管线、取样球阀及接头材质宜使用不锈钢材料,内径应不小于4mm。 6 仪器设备 6.1 激光衍射法 6.1.1 激光粒度分析仪要求如下: 2GB/T43502.1—2023