TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10144:2013 (ASTM D 6273-08) VỀ KHÍ THIÊN NHIÊN – XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ MÙI

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10144:2013

ASTM D 6273-08

KHÍ THIÊN NHIÊN – XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ MÙI

Standard Test Methods for Natural Gas Odor Intensity

Lời nói đầu

TCVN 10144:2013 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận hoàn toàn tương đương với ASTM D 6273-08 Standard Test Method for Natural Gas Odor Intensity, với sự cho phép của ASTM quốc tế, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428, USA. Tiêu chuẩn ASTM D 6273-08 thuộc bản quyền ASTM quốc tế.

TCVN 10144:2013 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 28/SC2 Nhiên liệu lỏng – Phương pháp thử biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

KHÍ THIÊN NHIÊN – XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ MÙI

Standard Test Methods for Natural Gas Odor Intensity

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định cường độ mùi của khí thiên nhiên thông qua việc sử dụng các thiết bị pha loãng và trộn mẫu khí thiên nhiên với không khí. Sau đó thí nghiệm viên sẽ ngửi dòng khí phối trộn này để xác định mức ngưỡng phát hiện hoặc mức phát hiện dễ dàng, hoặc cả hai mức trên đối với mùi trong dòng khí thiên nhiên.

1.2. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề liên quan đến an toàn khi sử dụng. Người sử dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các nguyên tắc về an toàn và bảo vệ sức khỏe cũng như khả năng áp dụng phù hợp với các giới hạn quy định trước khi đưa vào sử dụng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (bao gồm cả các sửa đổi)

ASTM D 4150, Terminology relating to gaseous fuels (Thuật ngữ liên quan đến nhiên liệu dạng khí).

ASTM D 5287, Practice for automatic sampling of gaseous fuels (Phương pháp lấy mẫu tự động đối với các nhiên liệu dạng khí).

ASTM E 253, Terminology relating to sensory evaluation of materials and products (Thuật ngữ liên quan đến việc đánh giá bằng phương pháp cảm quan đối với các vật liệu và sản phẩm).

CFR Part 192.625, Odorization of gas (Quy chuẩn Liên bang, Phần 192.625 Tạo mùi cho khí ga).

3. Thuật ngữ, định nghĩa

3.1. Định nghĩa các thuật ngữ chung

3.1.1. Chất có mùi (odorant)

Hợp chất có chứa lưu huỳnh làm cho khí thiên nhiên có mùi đặc biệt. Đáp ứng mục đích của các phương pháp thử loại này, các chất có mùi trong khí thiên nhiên có thể là các hợp chất có mặt tại đầu giếng khoan hoặc các hỗn hợp có bán trên thị trường được cho vào dòng khí, hoặc bao gồm cả hai loại trên.

3.1.2. Sự mỏi của khứu giác (olfactory fatigue)

Sự giảm nhạy của khứu giác do tiếp xúc kéo dài hoặc tiếp xúc lặp đi lặp lại trong một khoảng thời gian ngắn với một mùi, hỗn hợp các mùi, hoặc một loạt các mùi.

3.1.3. Sự hít vào/ngửi (sniff)

Ngửi hoặc hít vào bằng các lần hít ngắn, mạnh.

3.2. Định nghĩa các thuật ngữ cụ thể trong tiêu chuẩn này

3.2.1. Áp suất cao (high pressure)

Đối với mục đích của phương pháp thử này, áp suất cao là đề cập đến áp suất khí thiên nhiên cao hơn so với áp suất đầu vào lớn nhất được xác định bởi nhà sản xuất thiết bị pha loãng khí.

3.2.2. Cường độ/độ mạnh (intensity)

Mức độ mùi cảm nhận được bởi thí nghiệm viên.

3.2.3. Áp suất thấp (low pressure)

Đối với mục đích của phương pháp thử này, áp suất thấp là đề cập đến áp suất khí thiên nhiên nhỏ hơn hoặc bằng áp suất đầu vào lớn nhất được xác định bởi nhà sản xuất thiết bị pha loãng khí.

3.2.4. (Các) Thí nghiệm viên (operator(s))

(Các) Người thực hiện qui trình thử nghiệm được mô tả trong các phương pháp thử này. Do bản chất của qui trình thử nghiệm đã nêu, thí nghiệm viên phải là người được xác nhận đủ tiêu chuẩn để thực hiện công việc (xem 5.2).

3.2.5. Mức phát hiện dễ dàng (readily detectable level)

Nồng độ của khí thiên nhiên và hỗn hợp chất có mùi trong không khí để thí nghiệm viên có thể phát hiện và nhận biết mùi của khí thiên nhiên.

3.2.6. Mức ngưỡng phát hiện (threshold detection level)

Nồng độ của khí thiên nhiên và hỗn hợp chất có mùi trong không khí vừa đủ để thí nghiệm viên phát hiện được mùi.

3.3. Về các định nghĩa của các thuật ngữ liên quan đến khí thiên nhiên sử dụng trong tiêu chuẩn này, tham khảo ASTM D 5287.

3.4. Về các định nghĩa của các thuật ngữ liên quan đến thử nghiệm khứu giác sử dụng trong tiêu chuẩn này, tham khảo ASTM E 253.

4. Ý nghĩa và ứng dụng

4.1. Quy chuẩn Liên Bang của Mỹ (49 CFR Phần 192.625) đã nêu: “Khí đốt trong đường ống phân phối phải chứa chất có mùi nguồn gốc tự nhiên hoặc được tạo mùi sao cho tại một nồng độ trong không khí bằng một phần năm của giới hạn nổ dưới, khí dễ dàng được phát hiện bởi người có khứu giác bình thường.” Quy chuẩn này cũng nêu tiếp là: “Từng thí nghiệm viên phải thực hiện việc lấy mẫu khí đốt định kỳ để đảm bảo chắc chắn rằng nồng độ của chất có mùi là phù hợp các yêu cầu quy định”.

Ngoài ra, rất nhiều Bang của Mỹ đã ban hành luật yêu cầu khí thiên nhiên phải được tạo mùi, sao cho có thể phát hiện được tại nồng độ nhỏ hơn một phần năm giới hạn nổ dưới của khí đó. Xem Chú thích 1. Nêu Quy chuẩn không quy định chính xác phương pháp xác định sự phù hợp thì việc thử nghiệm xác định sự phù hợp bằng khứu giác tự nhiên phải được lập thành văn bản.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ, Tại phần 192.625 của Massachusetts của các Tiêu chuẩn về An toàn của Liên bang tối thiểu) yêu cầu là: “…nồng độ của khí ga trong không khí bằng 0,15 % là dễ dàng cảm nhận được đối với khứu giác bình thường hoặc trung bình của một người….”

4.2. Các phương pháp thử này quy định các qui trình để đo mức độ mùi của khí thiên nhiên bằng khứu giác. Hiện chưa thể khẳng định sự tương quan trực tiếp giữa các phương pháp thử này và các phương pháp đo hiện có hoặc đang được xây dựng để định lượng nồng độ của các hợp chất lưu huỳnh trong khí thiên nhiên.

4.3. Các phương pháp thử này quy định các qui trình chung để đo các mức phát hiện mùi của khí thiên nhiên. Người sử dụng phương pháp này phải có trách nhiệm xây dựng, duy trì thiết bị và các quy trình vận hành riêng để đảm bảo an toàn cho cộng đồng và tuân theo các quy định hiện hành.

5. Các cản trở và phòng ngừa

5.1. Vị trí tiến hành thử nghiệm phải được che chắn tránh gió và tách xa khỏi các nguồn có mùi gây nhiễu như các nhà máy công nghiệp và các bãi chôn lấp. Thiết bị và các đường ống lấy mẫu sử dụng trong phép thử phải đảm bảo sạch và không mùi.

5.2. Các thí nghiệm viên phải được đào tạo để thực hiện phép thử xác định mùi của khí thiên nhiên và sử dụng cũng như bảo quản đúng cách các thiết bị thử nghiệm. Khuyến cáo các thí nghiệm viên là người không hút thuốc, hoặc nếu có hút thì phải ngừng hút ít nhất 30 min trước khi thực hiện phép thử. Ngoài ra, các thí nghiệm viên không được nhai thuốc lá, kẹo cao su hoặc ăn thức ăn có vị cay nồng ít nhất 30 min trước khi thực hiện phép thử. Các thí nghiệm viên phải không bị cảm cúm, dị ứng, hoặc có các trạng thái sức khỏe khác có thể ảnh hưởng đến khứu giác.

5.3. Sử dụng kéo dài cơ quan khứu giác sẽ làm cho khứu giác mệt mỏi. Thời gian nghỉ giữa hai phép thử phải được phân bố đủ để đảm bảo khứu giác của người thực hiện không bị ảnh hưởng xấu từ phép thử trước đó.

6. Thiết bị, dụng cụ

6.1. Thiết bị pha loãng khí – Thiết bị này bao gồm van kiểm soát khí đầu vào, khoang trộn khí/không khí, cổng lấy mẫu để ngửi hỗn hợp khí/không khí và một phương pháp để xác định nồng độ tương đối của hỗn hợp khí thiên nhiên/không khí. Tất cả các bộ phận tiếp xúc với khí thiên nhiên phải là trơ với các hợp chất của chất có mùi.

6.2. Bộ điều chỉnh áp suất khí thiên nhiên – Cần có bộ phận này để làm giảm áp suất khí tại vị trí lấy mẫu đến mức an toàn cho thiết bị pha loãng khí theo quy định của nhà sản xuất. Bộ điều chỉnh này có thể là bộ điều chỉnh có gia nhiệt nếu yêu cầu mức sụt áp cực lớn, ví dụ, khí thiên nhiên nén hoặc khí tại áp suất đường truyền được thử nghiệm. Có thể cần nhiều bộ điều chỉnh áp suất để thực hiện chức năng này một cách hoàn hảo.

6.2.1. Không được phép đề cho thiết bị pha loãng chịu một áp suất khí thiên nhiên lớn hơn so với áp suất do nhà sản xuất quy định. Áp suất khí thiên nhiên quá mức có thể gây hỏng hóc cho thiết bị và tạo lượng khí dư thừa thoát ra khỏi thiết bị.

6.2.2. Cần bộ điều chỉnh áp suất được gia nhiệt khi thử nghiệm khí thiên nhiên nén (CNG) hoặc khi dự đoán rằng hydrocarbon dạng lỏng có thể ngưng tụ từ dòng khí do hiện tượng giãn nở Joule- Thomson. Các hợp chất có mùi dễ bị hydrocarbon dạng lỏng hấp thụ.

6.3. Đường ống lấy mẫu – Đường ống lấy mẫu phải đảm bảo sạch và được chế tạo từ các vật liệu có tính trơ đối với hợp chất có mùi. Các đường ống lấy mẫu phải được kiểm tra định kỳ bằng phép xác định mẫu trắng như quy định tại 9.1 và được thay thế nếu cần. Không được sử dụng các ống bằng đồng hoặc bằng cao su. Các vật liệu phù hợp đối với đường ống lấy mẫu là thép không gỉ, nhôm, uretan, PTFE, PVC, và PEK.

6.4. Ống lấy mẫu – Sử dụng ống lấy mẫu bằng thép không gỉ để ngăn ngừa khả năng nhiễm bẩn của đường ống khi cho ống lấy mẫu vào dòng mẫu. (Xem Điều 6 của ASTM D 5287 về các quy định riêng đối với ống lấy mẫu và cách lắp đặt)

7. Các nguy hiểm

7.1. Vì phép thử bao gồm cả việc lấy mẫu khí thiên nhiên và xả hỗn hợp khí thiên nhiên/không khí ra ngoài, cho nên chỉ người được xác nhận đủ tiêu chuẩn mới được thực hiện phép thử này. Không thực hiện các phép thử này gần các ngọn lửa trần. Không tuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất đối với thiết bị có thể gây ra các tình trạng nguy hiểm.

7.2. Tuyệt đối không được tiến hành các phép thử này tại các vị trí có khả năng chứa nhiều khí chua. Hydro sulfide nồng độ cao có thể nhanh chóng gây độc cho thí nghiệm viên dẫn đến tử vong hoặc gây tổn thương vĩnh viễn.

7.3. Cần cẩn trọng trong việc lựa chọn thiết bị thích hợp sử dụng khi áp dụng tiêu chuẩn này. Thiết bị xác định cường độ mùi phải được vận hành và sự phù hợp với mục đích sử dụng bao gồm cả sự phù hợp với phân loại khu vực và phù hợp với môi trường đo.

8. Lấy mẫu

8.1. Vị trí

8.1.1. Vị trí lấy mẫu phải đủ xa so với trạm tạo mùi để đảm bảo rằng chất có mùi được trộn kỹ với dòng khí.

8.1.2. Trong các hệ thống được nạp bởi nhiều thiết bị nạp chất có mùi, thì các điểm thử phải được định vị để đảm bảo đánh giá được nồng độ chất có mùi do từng thiết bị riêng biệt nạp vào.

8.1.3. Trong các hệ thống lớn, các điểm thử cũng được lựa chọn ở gần cuối hoặc tại ngay hệ thống để đảm bảo nồng độ phù hợp của chất có mùi.

8.2. Tần suất

8.2.1. Tần suất lấy mẫu được thiết lập theo các qui chuẩn kỹ thuật được áp dụng và theo chính sách của công ty.

8.3. Lấy mẫu khi áp suất thấp

8.3.1. Trong quá trình lấy mẫu áp suất thấp, thiết bị làm loãng khí được nối trực tiếp với nguồn khí bằng đường ống phù hợp như quy định tại 6.3. Thực hiện nối với cổng thiết bị làm loãng khí tương ứng theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

8.4. Lấy mẫu khi áp suất cao

8.4.1. Trong quá trình lấy mẫu áp suất cao, bộ điều chỉnh được nối trực tiếp với nguồn khí bằng đường ống phù hợp như quy định tại 6.3.

8.4.1.1. Ngoài các chú ý khác, áp suất khí phải được xem xét khi chọn ống để nối nguồn khí với đầu vào của bộ điều chỉnh. Khi nguồn khí là CNG thì chỉ được dùng thép không gỉ làm vật liệu dùng trong quá trình lấy mẫu.

8.4.2. Nếu sử dụng bộ điều chỉnh có gia nhiệt, thì nhiệt độ được cài đặt đủ cao để ngăn ngừa ngưng tụ hydrocarbon.

CHÚ THÍCH 2: Bộ điều chỉnh được cài đặt nhiệt độ bằng 60 °C (140 °F) được cho là phù hợp cho hầu hết các trường hợp.

8.4.3. Mối nối ống giữa đầu ra của bộ điều chỉnh và thiết bị làm loãng khí được quy định tại 8.3.1.

9. Hiệu chuẩn và bảo dưỡng

9.1. Phép xác định mẫu trắng – Cứ 30 ngày thực hiện phép thử này một lần với từng thiết bị làm loãng khí.

9.1.1. Không nối thiết bị làm loãng khí với nguồn khí thiên nhiên.

9.1.2. Đóng điện cho thiết bị và cho không khí lưu thông.

9.1.3. Ngửi tại ống xả khí của thiết bị. Để mũi ở vị trí cách ống xả xấp xỉ bằng 1,905 cm (3/4 in).

9.1.4. Nếu phát hiện thấy có mùi, để thiết bị vận hành tiếp thêm từ 2 min đến 3 min, sau đó lặp lại theo 9.1.3. Nếu vẫn phát hiện thấy có mùi, thì trả thiết bị về cơ sở sản xuất để sửa chữa.

9.2. Các phương pháp khác để hiệu chuẩn và bảo trì thiết bị làm loãng khí được thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

10. Cách tiến hành

10.1. Qui trình này có thể được thực hiện bởi hai người. Khi đó, một người thao tác các van vận hành của thiết bị làm loãng khí, còn người kia thực hiện nhiệm vụ quan sát viên.

10.1. Phương pháp nồng độ mùi

10.2.1. Đảm bảo rằng van đầu vào của khi trên thiết bị làm loãng khí tại vị trí đóng, hoặc “OFF”.

10.2.2. Nối thiết bị làm loãng khí với nguồn cung cấp khí thiên nhiên theo quy định tại Điều 8. Mở van khí đầu vào để đảm bảo không khí được đẩy ra khỏi đường ống lấy mẫu. Đóng van khí đầu vào.

10.2.3. Xoay núm công tắc điện của thiết bị làm loãng khí về vị trí mở “ON”.

10.2.4. Ngửi tại ống xả khí của thiết bị. Để mũi ở vị trí cách ống xả xấp xỉ bằng 1,905 cm (3/4 in.)

10.2.5. Nếu phát hiện thấy có mùi, để thiết bị vận hành tiếp thêm từ 2 min đến 3 min, sau đó lặp lại theo 10.2.4. Nếu vẫn phát hiện có mùi, thì tiến hành phép xác định mẫu trắng như quy định tại 9.1.

10.2.6. Mở từ từ van khí đầu vào. Định kỳ ngửi tại ống xả khí của thiết bị. Hít thở không khí trong lành qua mũi giữa các lần ngửi hỗn hợp khí thiên nhiên-không khí. Tiếp tục như vậy cho đến khi thoáng thấy mùi khí xác định khí trong nồng độ không khí theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đây là mức dễ dàng phát hiện.

10.3. Phương pháp cường độ mùi

10.3.1. Đảm bảo rằng van đầu vào của khí trên thiết bị làm loãng khí tại vị trí đóng, hoặc “OFF”.

10.3.2. Nối thiết bị làm loãng khí với nguồn cung cấp khí thiên nhiên theo quy định tại Điều 8. Mở van khí đầu vào để đảm bảo rằng không khí được loại bỏ từ đường ống lấy mẫu. Đóng van khí đầu vào.

10.3.3. Xoay núm công tắc điện của thiết bị làm loãng khí về vị trí mở “ON”.

10.3.4. Ngửi tại ống xả khí của thiết bị. Để mũi ở vị trí cách ống xả xấp xỉ bằng 1,905 cm (3/4 in.)

10.3.5. Nếu phát hiện thấy có mùi, để thiết bị vận hành tiếp thêm từ 2 min đến 3 min, sau đó lặp lại theo 10.3.4. Nếu vẫn phát hiện có mùi, thì tiến hành phép xác định mẫu trắng như quy định tại 9.1.

10.3.6. Mở từ từ van khí đầu vào. Tăng lưu lượng khí chạy qua thiết bị làm loãng khí cho đến khi nồng độ khí trong không khí đạt theo mong muốn.

10.3.7. Ngửi tại ống xả khí của thiết bị.

10.3.8. Đánh giá cường độ mùi theo: (1) không có mùi, (2) khó phát hiện, (3) dễ dàng phát hiện, (4) mạnh, (5) rất mạnh hoặc khó chịu.

CHÚ THÍCH 3: Có thể sử dụng các thuật ngữ khác đánh giá cường độ mùi.

CHÚ THÍCH 4: Nếu phép thử này được thực hiện độc lập so với phương pháp nồng độ mùi nêu tại 10.2 thì mức ngưỡng phát hiện phải được xác định theo quy định tại 10.2.6 ngay trước khi tiến hành phép thử này để thí nghiệm viên thiết lập đường nền so sánh.

11. Độ chụm và độ chệch

Do các kết quả nhận được theo các phương pháp này là phụ thuộc vào độ nhạy khứu giác của thí nghiệm viên, nên các phép thử liên phòng không thể tiến hành được theo phương pháp thống kê thông thường, và do vậy không có quy định chung về độ chụm và độ chệch.