某油田六座天然气处理厂外输商品气均采用在线气相色谱分析技术进行天然气全组分分析，分析结果作为贸易计量交接依据。该分析技术为国外引进，在气田使用已达10年之久，使用中频繁出现设备配件采购困难，配件价格昂贵，组织周期长，软件维护及升级不及时，周期长，数据不稳定等一系列问题，严重影响贸易计量的公平性、准确性。2019年5月24日，国家发布《油气管网设施公平开放监管办法》，针对天然气管道等基础设施，国家推行天然气能量计量计价，贸易交接。天然气在线全组分分析技术的可靠性、稳定性、数据的准确性对公平贸易计量起到至关重要的作用。国产TGC在线气相色谱分析技术采用模块化设计，设备安装方便，自动标定、自动分析、本地人机交互，方便检测及使用维护，实现了天然气全组分在线时时分析。

1 国产TGC在线气相色谱分析技术原理

1.1 TGC在线气相色谱分析技术工作原理及结构

载气以一定的流速载带样气一起进入色谱柱进行分离，分离后的各个组分进入检测器检测，检测器将各个组分浓度信息转化为电子信号输出给组分计算单元，组分计算单元对电子信号进行处理得到各个组分的峰面积，不同组分中的相对分子质量不同，各分子分离的时间也不同，所以最后组分的出峰时间为轻组分到重组分排序。进而得到各个组分浓度。TGC采用两个分析模块进行气体组分分析，一个用于分析轻组分，另一个用于分析重组分，具有分析速度快、准确度高、分析稳定等特点，分析原理示意图见图1。

1.2 工艺流程简述

样气由管道取样口取出后进入色谱分析小屋预处理系统，预处理系统对样气进行过滤、调压、加热，预处理后天然气进入色谱分析仪进行全组分分析，分析结果传输到站控系统及流量计算机，系统工艺流程见图2。

2 现场试验及应用效果评价

将TGC在线气相色谱分析仪在现场进行安装并运行，连续运行六个月，将其分析的天然气组分、相对密度、发热量等数据与处理厂化验室采样离线色谱分析数据进行比对，考察TGC在线气相色谱分析仪的稳定性、准确性等性能。

2.1 数据稳定性

2022年5月至7月，根据TGC在线气相色谱分析技术测定天然气组分数据分析可知，各组分数据稳定，变化较小。连续取5月18日的7组标气分析结果进行重复性计算，各个组分的重复性、高位发热量、相对密度、密度和沃伯指数的重复性见表1。

从表1数据的重复性来看，天然气各组分的重复性优于国家标准规定的2%要求，高位发热量重复性优于0.01%，相对密度和密度的重复性为0.01%，沃伯指数的重复性为0.005%。

2.2 数据准确性

与化验室标准色谱仪分析数据进行对比分析，情况如下。

2.2.1 与标准气体组分对比

TGC在线气相色谱分析仪偏差较小，相同组分标气与TGC在线气相色谱分析仪检测数值偏差在-0.23%～0.25%（表2）。

2.2.2 与天然气样气组分对比

TGC在线气相色谱分析仪与实验室标准色谱仪分析的N2、CO2、CH4和C2H6组分，最大偏差在0.12%以内。C3H8、iC4H10、nC4H10、iC5H12、nC5H12组分，最大偏差在0.1%以内。高位发热量、密度、相对密度高度吻合。由此看出TGC在线气相色谱分析仪运行较稳定、数据分析较为可靠（表3）。

3 结论与认识

(1)TGC在线气相色谱分析技术数据稳定性强。天然气各组分的重复性优于2%要求，高位发热量重复性优于0.01%，相对密度和密度的重复性为0.01%，沃伯指数的重复性为0.005%。

(2)TGC在线气相色谱分析技术对相同组分标气分析数值偏差在-0.23%～0.25%。

(3)TGC在线气相色谱分析技术分析的N2、CO2、CH4和C2H6组分，最大偏差在0.12%以内。C3H8、iC4H10、nC4H10、iC5H12、nC5H12组分，最大偏差在0.1%以内。

(4)TGC在线气相色谱分析技术分析的高位发热量、密度、相对密度高度吻合。