Огляд сучасного стану технологій та розробок для експрес-контролю теплоти згоряння природного газу

Abstract

Розглянуто актуальність контролю якості природного газу та публікації паспортів якості природного газу. Проаналізовано основні показники якості природного газу та їх міри в Україні і закордоном. Встановлено як основний показник призначення теплоту згоряння природного газу. Розглянуто прямі та непрямі методи визначення теплоти згорання природного газу. Наведено їх переваги та недоліки. Розглянуто технічні характеристики та проаналізовано особливості застосування технічних засобів, в основу яких покладено відомі методи вимірювання теплоти згоряння природного газу. Розглянуто нормативні документи, що регламентують методи вимірювання та методики розрахунку теплоти згорання природного газу. На основі проведеного аналізу запропоновано застосувати метод для експрес-контролю теплоти згоряння природного газу, який полягає в комплексному вимірюванню швидкості поширення ультразвуку в газі та вмісту діоксиду вуглецю і подальшому їх обробленні за допомогою застосовування штучної нейронної мережі. З метою технічної реалізації даного методу визначення питомої теплоти згоряння сформовано ряд вимог до приладу для експрес-контролю теплоти згоряння природного газу та розроблено його технологічну схему.

Рассмотрены актуальность контроля качества природного газа и публикации паспортов качества природного газа. Проанализированы основные показатели качества природного газа и их меры в Украине и за рубежом. Рассмотрены прямые и косвенные методы определения теплоты сгорания природного газа. Приведены их преимущества и недостатки. Рассмотрены технические характеристики и проанализированы особенности применения технических средств, в основу которых положены известные методы измерения теплоты сгорания природного газа. Рассмотрены нормативные документы, регла-ментирующие методы измерения и методики расчета теплоты сгорания природного газа. На основе проведенного анализа предложено применить метод для экспресс-контроля теплоты сгорания природного газа, который заключается в комплексном измерению скорости распрос-транения ультразвука в газе и содержания диоксида углерода и дальнейшем их обработке с помо-щью применения искусственной нейронной сети. С целью технической реализации данного метода определения удельной теплоты сгорания сформирован ряд требований к прибору для экспресс-кон-троля теплоты сгорания природного газа и разработана его технологическую схему.

Feasibility study of heat capacity measurement devices and official data on gas quality published in Ukraine. Key indicators of quality of natural gas have been analyzed and their ranges stated in Ukraine and foreign data comparison provided. Clearly stated that heat capacity is the main quality indicator of natural gas. Direct and indirect methods of heat capacity measurements were considered. Main benefits and drawbacks of those were identified. Main technical features of technical means were collected and compared with relation to measurement of heat capacity. Relevant normative documents stating the methods and procedures of sampling and measurements have been reviewed. Based on the analysis done we have proposed to use correlative method for measurement of heat capacity of natural gas which is about measurement of ultrasound speed and CO2 content in natural gas with postprocessing with artificial neural network. In order to technically embody the proposed method of heat capacity we have formed the list of requirements to the device and the scheme of it was proposed.