Калоричност на природния газ

Основни методи за измерване

Въглищата са основният използван първичен енергиен ресурс през времето на индустриалната революция от края на осемнадесети век. Запазват главната си роля на сцената на енергийните източници и през следващите 150 години. Едва през двадесети век нефтопродуктите и природният газ постепенно изместват въглищата от различни сфери на индустрията. Днес, областта на приложение на природния газ непрекъснато се разширява, въпреки мрачните прогнози за скорошното му изчерпване в световен мащаб. Основна причина за налагането на природния газ като енергиен източник е екологосъобразността му. Във време, в което общата тенденция в развитието на световната индустрия е насочена към инвестиране в екологосъобразни производствени технологии, природният газ се превръща в предпочитан първичен енергиен ресурс. Разбира се, когато се говори за световния пазар на природния газ, не бива да се забравя и за друга общовалидна не само в краткосрочен, но и дългосрочен аспект тенденция, състояща се в непрекъснато повишаване на цената му.

Широкото използване на природния газ става причина за развитието на цяла индустрия, обхващаща не само технологии за добив, съхранение и транспорт на природния газ, но и за

Измерване на параметрите и количеството

на енергийния ресурс. Направени проучвания в Германия, например, свидетелстват, че ако точността в измерването на количеството природен газ се повиши само с 0.1%, макроикономическите ползи за индустрията ще бъдат от порядъка на милиони евро.

С настоящата статия се стремим да ви предоставим в систематизиран вид информация за основните методи, които се използват за определяне калоричността на природния газ. Основание за това ни дава обстоятелството, че през последните години природният газ все по-широко се използва,както в областта на индустрията, така и в сферата на бита в страната.

Какво представлява калоричността?

Известно е, че природният газ изгаря екологосъобразно до образуването на въглероден диоксид и вода. Енергията E, отделена в процеса на горене на природния газ, може да се представи като произведение на калоричността H и нормалния обем Vn на горивото: Е=H.Vn.

Като дефиниция, характеристиката калоричност включва цялото количество енергия, което се отделя в процеса на изгаряне на горивото. За изчисляването на нормалния обем Vn и калоричността на природния газ при търговски измервания се изисква използването на калибрирани измервателни средства. Нормативно одобрени за изчисляване на калоричността на природния газ са автоматичните калориметри и процесните газови хроматографи. По принцип, максимално допустимата грешка при определяне калоричност на природния газ е 0.8%. За гарантиране коректност на измерванията се изисква осигуряването на специално дефинирани условия на измервателния процес. Съществуват и изисквания по отношение на инсталацията и периодичните тестове на измервателните средства за калоричност с калибрационен газ. Нормалният обем на природния газ се определя с цел съпоставимост на получените резултати. Следователно, всички параметри на природния газ, при изчисляването на които се взема предвид обемът му, се правят на базата на т. нар. нормален обем, т.е. обема на газа при определени стойности на температурата и налягането му.

Принцип на работа на калориметрите

Независимо от конструктивните си различия, всички калориметри работят на основата на един и същ физически принцип. Принципна схема на конструкцията на калориметър е показана на фиг. 1. Най-общо казано, в горивната камера на калориметъра се изгаря строго определено количество природен газ. Генерираната в процеса на горене на природния газ топлинна енергия се предава през топлообменник към специфично количество топлоносител, най-често въздух или газ. За калоричността на горивото се съди по промяната на температурата на топлоносителя. Или по-точно казано, между температурата на топлоносителя и калоричността на горивото съществува правопропорционална зависимост.

Въпреки че принципът на работа на калориметрите не се е променил от създаването им, функционалните възможности на съвременните средства за измерване калоричността на горивото са претърпели съществено развитие. Съвременните калориметри са в по-висока степен точни с все по-големи възможности за обработка, съхранение и анализ на измерените стойности, както и с все по-големи комуникационни възможности.

Газхроматографите измерват калоричността на газови смеси

Този вид средства за измерване се използват за определяне калоричността на газови смеси на базата на калоричността на отделните компоненти на сместа. Разбира се, необходимо условие за изследване калоричността на газови смеси чрез използването на газхроматограф е да съществува предварителна информация за състава им. Газхроматографът е широко познато средство за анализ на газове сред метролозите. Използва се от десетилетия за лабораторни изследвания. Основният недостатък на газхроматографите е ръчното им обслужване, което ограничава сферата им на приложение във функцията на средство за определяне калоричността на природен газ. С развитието на процесната хроматография през годините, точното измерване на калоричността на природния газ на базата на този принцип се превърна в реалност. Известно е, че основен конструктивен елемент на газхроматографите е сепарационната колона, която е напълнена с гранулиран материал. Отделните съставни на газовите смеси изминават за различен период от време разстоянието от основата до върха на сепарационната колона. Чрез измерване на времето, за което отделните вещества, включени в състава на газовата смес, достигат до датчик, монтиран на изхода на сепарационната колона, се съди за количеството им. На базата на изчислените след това калоричности на отделните съставни се пресмята калоричността на газовата смес.