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0.1 μm~100 μm，光学粒子计数法测定范围为0.1 μm~60 μm。

ICS。75.060
CCSE24
中华人民共和国国家标准銀
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　Natural gasDetermination of particulate matter-Part 1:Determination of particle size distribution by optical method2023-12-28发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-04-01实施
规范性引用文件
术语和定义
试剂与材料
仪器设备
测定程序
数据处理
精密度
测定报告
附录A（资料性）颗粒物粒径分布测定报告参考文献．：
GB/T43502.1—2023
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T43502.1—2023
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T43502一2023《天然气颗粒物的测定》的第1部分。GB/T下部分：
第1部分：用光学法测定粒径分布。43502已经发布了以
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、张错、李晓红、张佩颖、图孟格勒。Ⅲ
43502.1—2023
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：
一一监控进入长输管道的气质
一一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：一一第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。一一第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。一一第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。IN
1范围
天然气颗粒物的测定
第1部分：用光学法测定粒径分布GB/T43502.1—2023
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～100um,光学粒子计数法测定范围为0.1μm～60um。2规范性引用文件wwW.bzxz.Net
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。
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
天然气词汇
GB/T20604
20801.5压力管道规范
工业管道第5部分：检验与试验
JJF1190
JJF1211
天然气中颗粒物含量的测定称量法尘埃粒子计数器校准规范
激光粒度分析仪校准规范
术语和定义
多晶体X射线衍射方法通则
20604界定的以及下列术语和定义适用于本文件。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。［来源：SY/T
4原理
4.1激光衍射法
6892—2012,3.4]
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。()
43502.1—2023
式中：
等效球体直径，单位为微米（μm）；一无量纲的粒径参数；
激光光源的波长，单位为微米（μm)介质的折射率；
散射强度角分布函数；
J,(asing)
入射非偏振光的强度，单位为坎德拉（cd)；一介质中的波数，单位为每微米（μm-1);散射物体到探测器的距离，单位为微米（um）一阶贝塞尔函数；
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。Inc
式中：
散射光光强，单位为坎德拉(cd)；等效球体直径，单位为微米（μm);d
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
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。
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。5.2.3
仪器设备
激光衍射法
激光粒度分析仪要求如下：
测定粒径范围应为0.1μm～100μm；测定浓度范围对1μm颗粒应为10个/cm3~10°个/cm3；应含湿法进样单元；
应按照JJF1211的规定进行校准。d）
分析天平：分度值0.1mg，称量范围应满足测定需求。6.1.2
光学粒子计数法
光学粒子计数器要求如下：
测定粒径范围为0.1μm~60μm;
应至少具有10个粒径检测等级，可测粒子浓度上限应不小于104个/cm3；测定浓度范围对1μm颗粒应为10个/cm3~106个/cm3：被测颗粒物的计数效率，对于1μm颗粒应不低于（90土10）%；宜配置氙气放电的电光源；
适用温度范围宜为5℃~100℃；
应按照IJF1190的规定进行校准，g）
流量计：准确度应不小于0.5%，测量范围应满足测定需求。6.2.2
压力传感器：准确度应不小于0.1%，测量范围应满足测定需求。6.2.4
温度传感器：准确度应不小于0.5%，范围为0℃120℃。减压装置：单级减压比宜不小于0.8，承压范围应不低于管道的设计压力。7测定程序
激光衍射法
7.1.1取样
GB/T43502.1—2023
应根据现场操作及安全规范，在管道或设备中用取样匙（5.1.4）提取颗粒物，迅速放入取样容器（5.1.3）中，或按照GB/T27893通过捕集的方式提取颗粒物。质量不少于10g7.1.2颗粒物试样的制备
采用分析天平（6.1.2)确定加入搅拌槽中的颗粒物质量，每次加入质量不宜大于0.5g。分散剂宜使用蒸馏水（5.1.1），分散剂与颗粒物宜通过超声波、转子搅拌进行混合。7.1.3仪器准备
7.1.3.1预热，开机后给予30min的时间使仪器稳定；7.1.3.2完成仪器说明书或手册中规定的其他相关必要操作。7.1.4测定
设置测定时间和测定组数，单组测定时间不大于60S，连续测量组数不少于5组。7.1.4.1
7.1.4.2将装有颗粒物试样的搅拌槽放置在激光粒度分析仪的湿法送样单元上。7.1.4.3启动测定，仪器自动测试并存储测试结果到指定的文件。7.1.5数据记录
连续记录每组测定的颗粒粒径为j的个数(N;）和颗粒物的总个数(N)。GB/T
43502.1—2023
7.2光学粒子计数法
7.2.1取样
7.2.1.1取样位置宜首先选择在竖直管段，也可选择在水平管段，取样位置的上下游直管段不应小于3倍管道直径。对于不满足上述尺寸规定的管道，下游直管段可放宽至1倍管道直径。7.2.1.2宜选取小于DN600的管道进行检测，取样点数目可为1个，取样探头（5.2.2)应插入到管道内径的1/6～1/3处，进气口正对着来气方向。7.2.2测定装置安装
应按图1所示，依次连接取样探头（5.2.2）、压力传感器（6.2.3）、温度传感器（6.2.4）、光学粒子计数器（6.2.1）、高效滤膜（5.2.1）、流量计（6.2.2）、减压装置（6.2.5），尾气应接入站场放空系统。安装完成后按照GB/T
20801.5的规定进行试压。
标引序号说明：
管道：
2一一取样探头：
球阀：
一压力传感器；
温度传感器：
7.2.3测定准备
计算平均折射率
光学粒子计数器：
高效滤膜：
流量计；
减压装置；
放空管线。
图1光学粒子计数法测定装置安装示意图应按照JY/T0587确定管道中颗粒物样品成分，按照GB/T19077例按照式（4)，计算出平均折射率。查取对应的折射率，根据成分比4
式中：
平均折射率；
单种颗粒物的体积分数；
相应颗粒物的有效折射率。
7.2.3.2计算取样流量范围
43502.1—2023
根据管道中的流量，计算输送管道天然气流速(V1)，依据等动取样原则，确定取样流速(v2），误差控制在一5%～10%范围内，等动取样流速相对误差的计算公式，如式（5）所示。依据V2V2
到取样
管道流量的范围。
E==×100%
式中：
等动取样流速相对误差；
输送管道天然气流速，单位为米每秒(m/s);取样流速，单位为米每秒(m/s)。7.2.4测定
7.2.4.1按照操作说明书打开分析仪器，输入颗粒物平均折射率（me）（7.2.3.1)；· (5)
7.2.4.2打开连接管线上的球阀，通过和取样点所在工艺管道上流量计流速数据的对比，调节减压装置，使取样管道流量控制在7.2.3.2规定的范围内。7.2.4.3每组测定时间设定应不少于60S，连续测量组数不少于10组。7.2.4.4启动测定，仪器自动测定并存储测定结果到指定的文件。7.2.5数据记录
记录每组样品中颗粒粒径为i的个数(N;）和颗粒物的总个数(N)8
数据处理
8.1单组数据的颗粒粒径计数分布8.1.1颗粒计数分布按照式(6)进行计算。f(j)
式中：
粒径为i的颗粒计数分布比例；
样品中颗粒粒径为i时，颗粒物的个数；样品中颗粒物的总个数。
8.1.2颗粒累计计数分布按照式（7)进行计算。mN
式中：
×100%
粒径大于等于；的颗粒累计计数分布比例。8.2多组数据的处理
8.2.1每次测试的组数为n，测试第i组时的，多组数据的颗粒计数分布的平均值f(i）按照式（8)进行GB/T
计算。
43502.1—2023
一一多组数据的颗粒计数分布的平均值，以百分数（%）表示：f;()
第i组测试的粒径为的颗粒计数分布比例，以百分数（%)表示。多组数据的颗粒累计计数分布的平均值R（j）按照式（9）进行计算。ZR()
式中：
多组数据的颗粒累计计数分布的平均值，以百分数（%）表示：第i组测试的粒径大于等于的颗粒累计计数分布比例，以百分数（%）表示。8.3表征粒径分布的特征参数
颗粒粒径的累计计数分布比例达到10%时，所对应的粒径为do。颗粒粒径的累计计数分布比例达到50%时，所对应的粒径为dso。颗粒粒径的累计计数分布比例达到90%时，所对应的粒径为dgo。8.4粒径分布结果
对于激光衍射法，取2次测定结果的平均值作为分析结果：对于光学粒子计数法，取每次测定结果为分析结果。分析结果保留至小数点后两位。9
精密度
重复性
激光衍射法
在重复性条件下获得的2次测量结果的相对偏差应不超过表1给出的重复性限。表1
激光衍射法重复性限
样品中颗粒物粒径
(d)的范围
0.1≤100
光学粒子计数法
对本方法的重复性，没有可用的统计数据。9.2再现性
激光衍射法
重复性限（r）
在再现性条件下获得的2次测量结果的相对偏差应不超过表2给出的再现性限6
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