Search

The shortage of fuel and energy resources, the increase in natural gas prices and the continuous increase in gas consumption indicate the relevance of the issues of measuring the natural gas amount and assessing its quality indicators. Ukraine is implementing the European methodology for calculating gas consumption based on its quality and efficiency. The problem of determining the gas quality in Ukraine requires a thorough assessment and research. The main physical and chemical indicator of the natural gas quality, which characterizes its energy value, is the specific volumetric gas heat of combustion. The value of this parameter differs for different gas fields. The gas heat of combustion determines the efficiency of its use both in everyday life and in industry. The aim of the work is to analyze the main methods for determining the calorific value of natural gas. The gas heat of combustion is determined by calorimetric, chromatographic and correlation methods. The calorimetric method is characterized by the complexity of the measurement process, complete combustion of the test gas, and long term process. This ensures the objectivity of the results, which is based on taking into account the moisture content of the gas and the presence of non-combustible components in it. The basis of the chromatographic method is the separation of the components of a gas sample in a chromatographic column. The result is a chromatogram that shows the percentage composition of hydrocarbons in the gas. The characteristic properties of the method are the identification of a wide range of components and the repeatability of the results. When using correlation methods for determining the heating value of natural gas, various physicochemical parameters of samples are measured (such as total hydrocarbon concentration, heat capacity, acoustic wave propagation velocity, carbon dioxide concentration, thermal conductivity, dielectric constant, dynamic viscosity, and others). Correlation dependence is based on the choice and association of such parameters. This dependence is studied on different test gas mixtures and allows us to determine the empirical dependence. The mixtures correspond to gases with different calorific values. The obtained empirical dependence is used to register the heat of combustion of real natural gas. The paper evaluates the features of these methods application and instruments based on them., Дефіцит паливно-енергетичних ресурсів, зростання ціни на природний газ та неперервне збільшення обсягів його споживання підкреслюють актуальність питань вимірювання кількості природного газу та оцінки його якісних показників. Україна впроваджує Європейську методику розрахунків за спожитий газ за його якістю та ефективністю. Питання визначення якості газу в Україні потребує досконалого оцінювання й дослідження. Основним фізико-хімічним показником якості природного газу, що характеризує його енергетичну цінність, є питома об’ємна теплота згоряння, яка визначає ефективність його застосування і в побуті, і в промисловості. Метою роботи є аналіз основних методів визначення теплоти згоряння природного газу: калориметричних, хроматографічних та кореляційних. Калориметричний метод характеризується складністю процесу вимірювання, необхідністю повного згоряння досліджуваного газу, значними часовими витратами. Водночас, забезпечується об’єктивність результатів, що грунтується на враховуванні вологості газу та наявності в ньому негорючих компонентів. Сутність хроматографічного методу полягає в розділенні компонентів зразка газу в хроматографічній колонці, результатом якого є відсотковий склад вуглеводнів у газі. Характерними ознаками методу є виявлення широкого спектру компонентів і повторюваність результатів вимірювань. При застосуванні кореляційних методів визначення теплоти згоряння природного газу вимірюють різні фізико-хімічні параметри проб (загальна концентрація вуглеводнів, теплоємність, швидкість поширення акустичних хвиль, концентрація діоксиду вуглецю, теплопровідність, діелектрична проникність, динамічна в’язкість тощо). Кореляційна залежність, що грунтується на виборі та об’єднанні таких параметрів, досліджується на різних тестових газових сумішах, що відповідають газу з різною теплотою згоряння, дозволяє отримати емпіричну залежність. Остання слугує основою для реєстрації теплоти згоряння реального природного газу. В роботі оцінено особливості застосування зазначених методів та приладів на їх основі.

Дефіцит паливно-енергетичних ресурсів, зростання ціни на природний газ та неперервне збільшення обсягів його споживання підкреслюють актуальність питань вимірювання кількості природного газу та оцінки його якісних показників. Україна впроваджує Європейську методику розрахунків за спожитий газ за його якістю та ефективністю. Питання визначення якості газу в Україні потребує досконалого оцінювання й дослідження. Основним фізико-хімічним показником якості природного газу, що характеризує його енергетичну цінність, є питома об’ємна теплота згоряння, яка визначає ефективність його застосування і в побуті, і в промисловості. Метою роботи є аналіз основних методів визначення теплоти згоряння природного газу: калориметричних, хроматографічних та кореляційних. Калориметричний метод характеризується складністю процесу вимірювання, необхідністю повного згоряння досліджуваного газу, значними часовими витратами. Водночас, забезпечується об’єктивність результатів, що грунтується на враховуванні вологості газу та наявності в ньому негорючих компонентів. Сутність хроматографічного методу полягає в розділенні компонентів зразка газу в хроматографічній колонці, результатом якого є відсотковий склад вуглеводнів у газі. Характерними ознаками методу є виявлення широкого спектру компонентів і повторюваність результатів вимірювань. При застосуванні кореляційних методів визначення теплоти згоряння природного газу вимірюють різні фізико-хімічні параметри проб (загальна концентрація вуглеводнів, теплоємність, швидкість поширення акустичних хвиль, концентрація діоксиду вуглецю, теплопровідність, діелектрична проникність, динамічна в’язкість тощо). Кореляційна залежність, що грунтується на виборі та об’єднанні таких параметрів, досліджується на різних тестових газових сумішах, що відповідають газу з різною теплотою згоряння, дозволяє отримати емпіричну залежність. Остання слугує основою для реєстрації теплоти згоряння реального природного газу. В роботі оцінено особливості застосування зазначених методів та приладів на їх основі. The shortage of fuel and energy resources, the increase in natural gas prices and the continuous increase in gas consumption indicate the relevance of the issues of measuring the natural gas amount and assessing its quality indicators. Ukraine is implementing the European methodology for calculating gas consumption based on its quality and efficiency. The problem of determining the gas quality in Ukraine requires a thorough assessment and research. The main physical and chemical indicator of the natural gas quality, which characterizes its energy value, is the specific volumetric gas heat of combustion. The value of this parameter differs for different gas fields. The gas heat of combustion determines the efficiency of its use both in everyday life and in industry. The aim of the work is to analyze the main methods for determining the calorific value of natural gas. The gas heat of combustion is determined by calorimetric, chromatographic and correlation methods. The calorimetric method is characterized by the complexity of the measurement process, complete combustion of the test gas, and long term process. This ensures the objectivity of the results, which is based on taking into account the moisture content of the gas and the presence of non-combustible components in it. The basis of the chromatographic method is the separation of the components of a gas sample in a chromatographic column. The result is a chromatogram that shows the percentage composition of hydrocarbons in the gas. The characteristic properties of the method are the identification of a wide range of components and the repeatability of the results. When using correlation methods for determining the heating value of natural gas, various physicochemical parameters of samples are measured (such as total hydrocarbon concentration, heat capacity, acoustic wave propagation velocity, carbon dioxide concentration, thermal conductivity, dielectric constant, dynamic viscosity, and others). Correlation dependence is based on the choice and association of such parameters. This dependence is studied on different test gas mixtures and allows us to determine the empirical dependence. The mixtures correspond to gases with different calorific values. The obtained empirical dependence is used to register the heat of combustion of real natural gas. The paper evaluates the features of these methods application and instruments based on them.