автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Автоматизированные хроматографические системы контроля состава и физико-химических параметров природного газа

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ОВСЕПЯН АШОТ МИХАЙЛОВИЧ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ СОСТАВА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА

05.11.13 — Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва —

1990

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени институте химического машиностроения, Киро-вакаиском научно-производственном объединении «Промавто-матика» и в производственном объединении «Армгазпром».

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор И. В. КОРАБЛЕВ.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор И. А. ПУШКИН; кандидат технических наук В. Н. ЛИ-ПАВСКИЙ.

Ведущая организация — Всесоюзный институт по проектированию объектов газовой промышленности — «Союзгаз-проект» (г. Киев).

Защита состоится « ^ » /4990 г. в /9' час.^^мин.

в аудитории В-13 на заседании специализированного совета Д063.44.02 при Московском ордена Трудового Красного Знамени институте химического машиностроения по адресу: 107884, ГСП, Москва, Б-66, ул. 1С Маркса, д. 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, канд. техн. наук

А. В. БУГРОВ

t

гдол СБЩ.Я ЗйРАКТЕИКТШ РАБОТЫ

:<*ртац»'.п |

— -^-i Акг.уагъкосгь тж. ЯрхрааиЯ газ Езяяетая о дням аз огненных згергакосагегей, cesase сырьем дгя ьзмгесгва гезшоаоигаес-кшс процессов. ?ezeKi:¿ кроЗгеи sx:eprc— z ресуососбергнеиля ире-• буег гзрдагзлькэго пгазгекзя эйеяшзнеггл ношрогг сосзаег в cssaaatet С:п г üi-х.;::с"s€::г.::: napaueipos природного газа: ааотяэ-С2Я» удегыоз ггп.г2-;а сгосакая, часда ВоЗбс.

3 ss&zosrnä '■ '.tili з ГС? кзягззгг cocsasa и основных фззгго-хгззкеекгх cap»i:3'i'pc3 лрг.рс-дпэгз rasa г.?а2зззда'ся г зддаз25зсз2-азеа ггркгаЬ кг^-г : pw иа^одзэ к -ерздезз sassposs (з ccsossca гасгсзаторЕлг ;г-:>. с r«.' ja Gossamnse щюдпрвяшЗ ~

погвгеггегай с;.;:;;:-¡ гьз«», гглркг вогаз ез яроЕЗЗвдагея^УО сзпззяч с сезь«.r.-^cr-ici sa сухввггзззэ а есхевганае гзбо-ратожЕ ет а-юкша к (^даншшзескж

sapsaetpoa еггр&г-

¿"ssroeögsssi :: .. ¿ргякз зоягрвяг., гггзггй ^шзегь гв-гсгзггзаши: каз^сл/;, акккйзае ввгрозопяесяке хгрзтгзрггеяшш аегтагззубик кегг-гиз. z epejess, взебхадпяггь аотикззггггз гзз-ггДпдаразавнззй сбсаугкгал^го еззеоезха spcSjne £o®ta гадазею с гонзгремг сасггга и асаазаш:

пэ^элегпйэ. зсзродйсге гзга» ccsassssax еа гсязжюгггхи япийма-гогг чтаза лэгго хадат-хгхзг апюмйсгзаязз врзэшзвзз ¡гзкервггж с eijcsüe аасозазегазлег заштк». ©дата ra im^cesk-

iüv-x заэгзЕзгзг saxosas ezesaa ©чзгрзяа: 3£Л?шийпэ газа ес®>-•-•-'! га га^сфгкигся^афкегггм гегзда дегережгс c-ossssa rasa s

•¿•миот: еггтиазх ero кар'хетраэ черта ео-мси, га oesmjs® гз-. ...ttreess.,?. вага. "сисгзз^ггжжЕ.зйл1*, "сбсг^-удваива зевшиа «га-*eoc223e-«5:asi3 Зоейй^. Слгзз© ¿egpessseaaa рзг^сязазххзь

"■¿¿^ЗДЯгСЕЖЗ 'SOSÍSSaS -tucrx CSTTE-iii 257,2.21^1? pjüBSEarZKSSS ES птута jissjí333H2ÍE ^Ейзаьлзгг Еаузмяз!..

SasaaEZ® tx.neia¡. гсаг^зпл:» xcssssssat пз iracapffiaastsEpaás:-чесшас npaascri 2 гг^гигал 'а.яг.Еляг£азжгЗ тазаава:» jesjss^aisis: Глгскшеаяв: фрлшгй рамега фаззо-ззгеясаеаза ¡55раа.т5?юв ш еж> етгсчяяяЕ ^гчлЕ ssgaiiespfs; r^sv-

яьетз^з-ааякиг qjoöixesa; 2 э sotí-esiesses сея^егггг-. xsssaipascsopEiH», г^гчГ^й'ргрь^жаж^з и ззэсшет^ейжшцгга здай-craaiKgr егггаанхтчгг»^ Atisr-axs .1®зйвгатлэзгроЕЯЖзв£ЯЯ шявгагшг,» нда зрей'зящеа: вачтагашогга sttoQsasí^s^üu

- а -

Работа выполнялась в рамках хозяйственных договоров с ПО Армгазпром, Госкомгаз Арм.ССР, а такхе в раыкал постановления Совета Министров СССР й 910 oí- 26.08.84 г.

Цель работы. Целью настоящей работы являыся создание газ,о-хроматографической методики контроля параметров природного газа а разработка с использованием принципов оптимального проектирования:

а) автоматизированной системы контроля (АСК) состава и физико-химических параметров природного газа для исследовательских целей;. .

б) автоматической системы контроля (АСК) состава и физико-химических параметров природного газа для использования в автоматизированных системах контроля расхода природного газа.

Научная новизна работы заключается в следующем: . - исследована и разработаны специальные хроматографические методики анализа полного состава природного газа, включая влагу и серосодеркычиа компонента, отвечайте требованиям автоматизации; при osea раз'рс.бот.'Н'Я и апробирована нова» неподвижная аид-кан фаза .?тя raaoxpowm графического разделений углеводородов ц. влаги (положительное ранении по заявка ¡ё 475*040/25 от 8.06.89);

- исследокшк и оде ли связи глг,'\ "состаз-ллотиссть в нормальных условиях", "состав-плотность з рабочих условиях" и доказана возможность высокоточного опувделения оснолиих физико-химических параметров 'фиродного rasa по известному компонентному составу;

- разработана уточненная недель типа "состав-плотность в нормальных условиях", обеспечивающая максимальное прлбликение к экспериментальным данный;

- разработаны модели статических характеристик для подлогу цикла контроля, включая лробоподготовку, и на ее основе решена задача оптимального проектирования, автоматизированных систем контроля по заданным технико-экономическим критериям;

■ - разработаны структуры технических средств и алгоритмы функционирования систем контроля, обеспечиьа1.цяе функционирование систем в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Практическая ценность. На основе проведенных исследований разработаны: автоматизированная система контроля состава и физико-химических параметров природного газа для исследовательских целей на базе двух лабораторных хроматографов .с- тр«лш детекторами и микро-ЭВМ "Влектроника-бО"--(АСИК "Меа-сгн"); автоматизированная система контроля расхода природного газа с подсистемой авто-

- з -

магического нонтроля состава и фиэико-хикических параметров (АС1£ "Бентонит") ьа базе иикро-ЗВМ "Электооника-бО"; автоматизированный комплекс измерения расхода природного газа с подсистемой контроля состава и физико-химических параметров на базе элементов микропроцессорной техники "Шкро ДАТ" (АКР "Севан"); автоматизированный комплекс измерения расхода природного газа с подсистемой контроля состава и физико-химических параметров на базе спе- _ анализированного микропроцессорного вычислителя; автоматический хроматографический анализатор состава, совместимый с любой управляющей Э-ВЫ (АГ-1).

Разработаны и согласованы с органами Госстандарта методики поверки систец контроля.

Реализация работы в промышленности. Автоматизированная система контроля состава и физико-химических параметров природного газа, предназначенная для исследовательских целей (АСИК "Метан") внедрена в Госкоыгаза Ари.ССР; Автоматизированная система контроля. расхода природного газа (АСК "Бентонат") внедрена в ПО Аригаз-прои Ари.ССР а аттестована Госстандартом СССР. Подсистема контроля состава и физико-химических параметров природного газа системы контроля расхода АКР "Севан" внедрена в ПО Мострансгаз и аттестована региональным органом Госстандарта. Системы контроля расхода (АКР "Севан") и анализаторы газа (АГ-I) поставлены ряду предприятий газовой промышленности в виде готового изделия. Годовой экономический эффект от внедрения АСИК "Метан" и АСК "Бентонит" составил 333,5 тыс.руб. На опытном заводе Кироваканского НПО Проиавтоиатика надакен шпуск опытных партий АКР "Севан" и АГ-1.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуадались на Всесоюзной научно-технической конференции "Новое в теории и практике хроматографии" (г. Куйбышев, 1982), Всесоюзном совещании "Теория и практика разработки АСУ ТП на базе микропроцессорной техники" (г. Кировакан, 1986), Меадународном симпозиуме по хроматографии (г. Ялта, 1985), Всесоюзной конференции по прикладной хроматографии (г. Киев, 1988), Всесоюзной научно-технической конференции "Измерительные информационные системы" (г. Ташкент, 198?), Всесоюзной научно-технической конференции ".Методы и средства автоматизации процессов добычи полезных ископаемых" (г. Киев, 1987).

Публикации. Основные результата исследований изложены в 21

- ir -

публикации, вклотая полозчхельнэе реионке о вьтетс авторского свидетельства.

Обь ей работы. Диссертационная работа состоит из звсдения, четырех глав я лшводов, язлоге.чшх на 160 страница;; напинописно-го текста, нляостряруется рясужаит, содорант 14 табац, список литературы, вклшаввдй IIS каЕиековаа?.;;, и приложений.

На завдату вкносятся:

- хрожгхограйкчеСЕие меаодакк контроля полного состава природного газа;

- уточненные иодзлк "состав-плотность", "састав-гсплота сгорания", "состав-число Зоо'бе";

- оптимальнее проектированпо систеа контроля состава и флза-ко-хиьмческих параметров природного газа для нссясдоватсльскиг целей и для задач учета газа;

- практическая р©2якзае«я систем контроля я внедрение üs с ■народное хозяйство.

. 00Я0ВН03 С0ДШ£1Щ РАБОТУ

Во введ5:гл;т ойоевшава рпйоты. сфорауларовапу

цель и задачи пселедгтгкя, еркведеяи с-саорлые результаты и поло-копия, которое предсаазлях/тся artopos х еапч?«з.

Гоо'вя глага лэйьяг;она еягу-язу соврзасклого состояния исто-дои, средств к с/¿сто" хонзроля сог'мзг к осковшх флг/лю-хиикчес-кт: кара •■.о-"ов зфлрсдасц'с газа.

доказано, чю кетзд газогса /.роузгогра&и ягзястся прак?кче» сю; единственна::, oöecnе^чваадац зкспргсс-аналаа состава природного газа. Исследо::иии р.1зл/лн;;з еезекты зсроиатогра^'гееского анализа природных газоз в доказана бозкоянзок. разработки специальных кетодак, обеспечиваюсь аффективное разделение в регистрацию с'поиощью детектора по теплопроводности и плаиснио-иоаязацколного детектор. углеводород ob £j , а saic.:e ккслорсза, азота, двуокиси углерода.

Рассмотрены особенности хроимогра^ического анализа серосо-держакдах компонентов прародвого газа с испольаовавиеи высокочувствительного пл&тшо-фотоцзтрдчссяого детектора, Обоснована есз-liOKHO сть использования указанного дз се к хоре, пра условий досгяге-н:ш эффективного разделений группы углеводородных компонентов ог серосодераавде компонентов.

йз большого числа, изтолов в средств к-лтроля влажности пройму щестзо отдано хр о:.» тогрз ¿г "ес kcü у, поскольку при зтоа стано-

вится возмохныы реализовать всю систему контроля на основе одного принципа измерения. Указано на необходимость проведения специальных исследований, поззоляюидах в полной мере использовать возмокности газохроматогряфячесхих методов, г том числе метода реакционной газовой хроматографии, для определения вланкости природного газа.

Исследованы технические характеристики лучших на сегодняаний. • день средств я сястен контроля основных физико-химических параметров природного газа - плотности в нормальных и рабочих условиях, удельной теплоты сгорания, числа Воббе и показаны очевидные преимущества систем контроля указанных параметров, построенных на базе хроматографической аппаратуры и средств микропроцессорной техники с реализацией расчетных методов определения основных физико-химических параметров по известному компонентному составу.

Проанализированы иавестнне расчетные методы определения основных физико-химических параметре* природного газа и обоснована необходимость разработки новых расчетных методов, базирующихся иа экспериментальных данных, полученных в последние годы с использованием прецизионной аппаратуры.

Обоснована необходимость решения задач, связанных с подготовкой пробы природного газа. Приведен перечень факторов, учет которых обязателен при разработке системы пробоотбора.

Нз этой основе сфираул/ровани цели и основные задачи диссертационной работы.

да втооо-Д главе исследованы природные газы, поступающие в Армении по магистральный газопроводам, и определены вероятные диапазоны изменения концентраций компонентов. Определены скорости изменения концентрации метана (оснозного компонента) и влаги, а такие плотности природного газа г нормальных „/оловиях (я.у.) во эрецеяи. Предлокены методики газохроматографического анализа состава природного газа, обеспечивающие: высокую степень разделения компонентов; удовлетворительную чувствительность практически ::о всем компонентам природного газа, включая, серосодержащие компоненты и влагу; изотерютесн- гу^ям. анализов; высокую сходимость результатов.

В ходе исследовзки:-; разработана новая ноподвинная фаза (наполнитель хроматографнческой колонки), обеспечивающая эффективное разделение влаги от остальных компонентов природного газа« С целью анализа низких концентраций шаг;: использован один из методов реакционно« хроматографии, основанный на реакции паров

поди с карбидом кельция с пое дующим разделением и регистрацией о покощью чувствительного штиенно-иоцизацион.'шго детектора продукта реакции - ацетилена,Наследована кинетика указанной реакции и найдены условия (расход и продолжительность пропускания природного газа через колонку с карбидом кальция), при котором чувствительность к маге и схолюиехь результатов достигай ол-тицальних аиаченпЙ.

Разработаппыв методики хроыатоурафнческого анализа ориентированы на использование пламенно-ионизационного, ллаиднно-фото-метрцческого детекторов, детекторов во теплопрододчоста и по теплоте сгорания.

Исследована возмовдооть енсокоточного определения плотности природного газа э нлрмалькпх условиях на основе информации о компонентном составе. С этой Проведена серия экспериментов на предварительно откалиброва хроматографе и оценены погрвшнос-•Т11 определения концентраций {соаяонентов природного тш. Осноаи-ваяс.ь на адднтишоы сьойо?»е даотнооти хчлзов в нормальных условия:-:, ннвеаецы уравнения, св-взывамфе сходимость результатов определения плотности л нормальных условиях с яогр«*-* постами.определенна концентрации компонентов. Соответствующие расчета по данным уравнениям ¡¡¡оказали змсомун сходимость результатов нрк использовании метода ънутремней нормализации (0,2 $) я пру; расчете конценграции метана чо балансу (0,11 %).

Ссоо'с. внимание уделано проверке расчетных уравнений, свя-аиъающих плотность газа с составом» С цель» из большого числа экспериментальных,данных отейрацц дашше (плотность и нормальных: условиях и состав) цо сецц швам, стличаадоси высокой достоверностью. Степень досгазврнозяи данных проверена по специальной цетодаке, предполагающей нааичко. данных о плотностях указанных газов пои различных давлениях ц а'зняер&гурах.

Иэьес2иы0 по дцтератургад дашшм расчетный уравнении связи "состав-плотность с н.у. )" проверялись на соответствии экспериментальным диикьщ. Каслувдее приближение к экспериментальным данным обеспечивалось лрруртих и ксцользоввиа» в СССР уравве-аави

Преддоаано уточненное уравнение евдаи

- ? -

обеспечивавцео меньшую, чем (I) погрешность приближения. Ка основе данного уравнения получены соотношения для коэффициента сжижаемости в яориаяьаых услог^ях ( 2н )» удельной теплоты сгорания ( ) и числа Воббе ( И* )

(3)

^ *f¿?**C¿Jf&A-&<Jj/¿/<ü со

cyjflí/1. ti (5)

ÍJ указанных соотясвоияяг y?, i ^ » ¿C, » ~ соответственно концентрация (сбзеакке дола), плотность, удельная теплота сгорания, коэффициент саииаеш^ти, молекулярная масса /-ого ком-попоит з я.у.; /7 - число компонентов природного газа; ~ чсс-ло неуглеводородных компонентов;^ а 0,046; £ = 0,02; / - 25,485.

Выведаны уравнения, сгязчгаюгдае погрепность определения плотности в нормальная условиях с неполнотой определения состава. Произведена оценка составлявших погрешности определения плотности: в н.у., ейусловлен»,rs:неполнотой опредоления состава.; степень» достоверности экегтряменхалъних данних, по которым выведено соотно-венич (2); норрептностьр уравнения (2); динамикой измс :оння плотности ъ н.у. во времен:!. Суммарное значение относительной средин-нвгдратической погрешюст'.! (ОСП) определения плотности в н.у. в ряде случаев но превниазт 0,16

Экспериментальный исследования с использованием иикро-ЗЗ!' подтиердала расчетную точность определения плотности в нормальных ус.-.'.идх по копг.оиентному составу.

Кссаедозана аог.шксиость высокоточного определения плотности приводного гзза з рабочих условиях по известному составу с учехли давлен::: ) и теыператури (Г ) гзаа. уавишшй эксперимент с использованием бол того оо-ьека достозерпнх энсперимеиталгныл дзя-ш.1к показал высокую точность ряда расчетных методов, в частности, ¡.'о -л, осноз&лногг на ста. рте СПА //¿¿'-/УХ-УУМ-У. С yiotost веч . ссстззшшчкх случайной погревнссти, вклячая погрссноехп из-itfi¡K'¡t:!H д«илея;'я л тегкер-чгурь', пелучега оценка ОСП опредеяегшг нлотнссги природного гала и рзоочгх у с л г■ , которая состаьля-ог о,:; \ .

Обсуедены варианты построения автоматизированных систем контроля состава и физико-хиыических параметров природного газа и признана целесообразность их разработки с использованием принципов оптимального проектирования.

В третьей главе сформулированы основные принципы оптимального проектирования систем контроля состава и физико-хиыических параметров природного газа, заключаются в выборе такой структурно И схемы системы из числа возмояных и определение такой совокупности ее технических средств из имеющихся в распоряжении, которые давали возможность скомпоновать систему оптимальным образои в соответствии с выбранный критериев при условии удовлетворения заданный технико-эксплуатационным ограничению!.

Разработан алгоритм решения задачи оптимального проектирования.

: Математическая запись задачи оптимального проектирования систем контроля состава и физико-химических парамигров природного газа в общем случае имеет вид

где £ - номер возможной структурной схеш системы; /- критерий проектирования системы; // - многгество технических средств; и? -множество паракетроз технических средств; /С - соответственно множество информативных и иелнфориативвых параметров природного га^-ц^*- множество величин ограничительных технико-эксплуатационных характеристик системы;^ - число возмоктас совокупностей технических средств, соответствующих /-ой структурной схема системы; индексы: 2Г - номер совокупности технических средств; /г - 2-я совокупность технических средств, соответствующая е?-й структурной схеме системы; 7" - шгогесгэо требуемых значений параметров; символы:.". и„*. - соответственно оптимальные и удовлетворяющие требуемым технико-эксплуатационным харак'. ^истикак показатели. 1

Задача,оптимального проектирования автоматизированной системы контроля состава и физико-химических параметров природного газа для исследовательских целей сформулкропана следующим осразом: спроектировать систему, обесаочэтаюг'ув коктроль макси-.-.лььо воз-ыохного числа компонентов природного газа, влажности в нормальных условиях, удельной теплоты-сгорания и числа-ЗобС-е; при этс л относительная погрешност. определения плотности з нормальных условиях но долина превосходить .0,4 а совокупность технических средств должна иметь минимальную сто;:... ,сть.

С цельа решения .поставленной задачи разработаны варианты структурной схеш системы., включающей лодеистеьы подготовки пробы к измерению состава., подготовки пробы к измерению влажности, хро-матографяческого измерения, перс, »эта информации. Указанным вариантам структурной схемы соответствуют восемь ( - 8) зозможных совокупностей технических средстз.

На основе полученных моделей статических характеристик и погрешностей отдельных подсистем предложено математическое описание задачи оптимального проектирования АСК для исследовательских целей

где £ - стоимость системы; - число технических средств, входящих в состав сисгемы; <¿£/2* - предельная относительная погрешность определения плотности природного газа в н.у.; ¿у,.../ - методическая составляющая абсолютной погрешности определения плотности в н.у,-; /С' - коэффициент; , ~ СКО абсолютной погреи-ности соответственно аналоговой и аналого-цифровой частей подсистем!! хроматографического измерения концентрации / -ого компонента,' - чувствительность аналоговой части подсистемы хромато-графического измерения концентрации -ого компонента.

Решение задачи оптимального проектирования позволило выбрать струятурнуи схему системы и оптимальную совокупност: технически

средств, которые использованы при разработке "Автоматизированной системы измерения и контроля состава и физико-химических параметров природного газа" - АСШ "Нетаи" (гл, 4).

Эти крилиипы ислользозан.ч такее при решении задачи оптимального проектирования автоматической системы контроля состава и фи-зико-химкчаских параметров природного газа для целей изиерения расхода. Для данного случая задача оптимального проектирования сформулирована следующим образон: спроектировать систему, обеспе-чивающу» контроль состава (исключая серосодержащие компоненты), влажности з нормальных и рабочих условиях, плогносгл сухого газа в нормальных . рабочих условиях, удельной теплоты сгорания и числа Воббе; при этом относительная погрешность определения плотности в нормальных условиях а влакности в рабочих условиях но до/кна превосходить соответственно 0,5 # к 10,0 53, а совокупность технических средств должна ;шеть циниизльнув стоимость.

Поскольку проектируемая система предполагает контроль пзра-кетров в рабочих условиях, то в рс-зраЗотаиних вариантах структурной схемы присутствуют подсистем измерения давления и температуры. Вариантам структурной схемы соответствует 24 реально иозмок-ных совокупностей технических средств в 24). Аналогично (7) ; получено математическое описание задачи оптимального проектирования, не приведенное здесь из-за ее громоздкости.

Реаенкеы задачи вкбраны структурная ехгаа и оптимальная совокупность технических средств, использованные при оазработко "Автоматизированной системы контроля расхода природного газа" -АСК "Бентонит" (гл. 4).

Четвертая глава посвящена разработке ЛСК природного газа. По результатам оптимального проектирования и и учетом особенностей методик хроиатографаческого анализа, разработана структура АСК (рис. I).

Вгкягя задача обеспечения бесперебойной подачи газа к измерительным комплексаи без существенного изменения состава рецена путей разработки конструкции специального двухкангл.ьного устройства (УШ), реалязупцего функции: предварительного нагрева поступающего газа с. цель» предотвращение гидра*ообрэзоваяия в газовых коммуникациях (нагрев производится за счет тепла газов, отходн-цкх от хроматограф ч); двухступенчатого редуцирования давления газе; ¡¿ильтрацкп от влаги к механических прглес».;!. Консгрукиля устройства позволяет при непредввдопнюс случаях ь<,бпэкк ко:^4уш1-

наций переключиться на резервную линию без вмешательства оператора.

/у*

УМ

.. ..4";'_

ГП0

■УС'-/?о Го-лрхтенн)?

Влагой ГА - "3 —

Глч, П-МУМГШ

хомли с

Рас. I. Структуры АСК: а) для исследовательских целей;

б) для целей измерения расхода УШ1 - устройство подготовки пробы; НВ - номирующий преобразователь влагомера

ХронатографЕческиа комплексы АСК для исследовательских целой разработана на базе лабораторных приборов "Цвет-1000" и "Био-хром-1". На данных комплексах реализованы пять методик анализа с использованием трех тапоз детекторов; детектора по теплопроводности, пламенно-фотометрического детектора; пламеино-ионг законного детектора. Разработавши ппокгоэлектрические схемы и дополнительно упрапзпвпзо устройства дозволяют реализовать анализы з любом пз трех рс2;:г:аз; рутой» полуавтоматическом и автоматическом. Выбор температурного режима колонок я его установка во всех случаях производятся автоматически. При азом а течении НО минут производите» контроль праизрно 50 компонентов газа. Разработаны кс мута-гор аналоговых сигналов и устрогёстли сопряжения серийного цифрового вольтметра ЦУЙП с цикро-ЭВМ "Электроника 6015". Описанная система под наиузнс чином "Автоматизированная система измерения и

контроля состава и физико-химических, "параметров природного газа" (АСЙЯ р;.;етан:') внедрена на одном из. предприятий Госкомгаза ¿рм. ССР.

Для контр^я состаза в АСК; (измерение расхода) использовав промышленный хроматограф "Нефтехим-СКЗП", с; реализацией на нем схемы анализа на двух колоьках* с обратной продувкой'через детектор и регистрацией в ьиде суммарного пика углеводородов . В качестве измерителя влажности после кадеккостных испытаний и внесения соответствующие изменений в конструкцию использован сорбци-онно-кулонометрйческий влагомер типа "Байкал-2". В измененном варианте уке шнай влагомер работает по принципу ввода пробы в поток газа-носителя гелия, непрерывно продувешцего чувствительный элемент влагомера, разработана схема автоматизации-, позволязаап полностью автоматизировать работу влагомера и хроматографа. Для преобразования аналоговых сигналов использованы цифровой интегратор к-05 и стандарт.: .: АЦП. Разработан интерфейс связи интегратора с микро-ЭВ:.! "Злектроника-60". Описанная система является подсистеме:: ав2омэг«аиппвапной системы контроля расхода природного газа АСК "Бентонит" и обеспечивает ее оперативной л достоверной информацией, используемой для расчета расхода газа в объемных к телчовых единицах.

В связи с переходом на микропроцессорную технику, проведена доработка системы и спроектированы два ей новых варианта - вариант с использованием стандартных средств микропроцессорной техники (Микро-МТ) и Еарпант на основе разработанного специализированного микропроцессорного вычислителя (соответственно АКР "Севан" и .\КР "Севан-2"). Новые технические к математические методы, использование при разработке, позволил! реализовать функции, присуща интеллектуальным системам (автоматическая поверка к коррекция результатов, проверка достоверности получешшх данных, возмоа-ность вмешательства з процесс контроля без остановки системы, использование агриорной информации о специфических особенностях конкретного хроматогрсфического спектра и т.д.). Вышеперечисленные системы внедрены в народное хозяйство с подтвержденным экономическим эффектом з размере 333,5 тис.руб.

ОБЦИЕ ВЬШСДЫ ПО РАЕ0ГЗ

I. Исследованы прпроднме газы, трансаортируемие а Арм.ССР. Определен пол-лл.1? компонентны!! состав и диапазон изменении концентраций каждого чз компонентов»

2. Теоретически доказана ¡i экспериментально пэдгзерйдепз зозаозаость высокоточного определении плотности ирирохпеге газа а а.у. по результагац хрокзяографаческого анализа соогааа. üpn этой погресвость определения плотности более чем на порядок мень-ео погревноста определения конакнтр&цй» Сйбого па кок. .¡шяое природного газа, за исключением метана.

5. разрабеганк методика хронографического анализа полного состава прародного rt i с исяользозакаеы грех типов гоувкгороэ. Отличительно.! особенностью разработанных ызтодик является :»мсо;;ая сгепень разделения компоненте .t практически ояяиакоаая «вмг.ера-гура проведения анализе;?, за иск»юченасм анализов :<яагп и т«зркап-гаиоз, чго дает возможность ксподмовать в состава разрабатываемых AGK.

'}» Критически исслодоваик й. остные расчетные модема связи псос2аз-плотносгь з н.у." :: разработана уточненная недель, otíoo печаваидая лучаее пркблавеняе к экспериментальным данным.

5. Иоучвяы фактора, ка поуреггноогь определения плотности природного газа в рабочих условиях, к на основе достоверных эпсаергмснталыгых данных доказана аозмоззооть высокоточного определения плотности в рабоч:»: услоп;:ях о использованием расчетных цзтэдоз.

6. Разработаны методология к алгоритмы оптимального проокги-у-.ианлп АСК состоял к физико-хаккчееккх парамстроз природного газа. Ъ результата получены па;:Сог.':й эксиомичи: структуры технически срсдстз АСл для ¡гсследогзге.чьских uer-u л для цолой измерения расхода. '

7. На основе реэулататоп исследованай с использование;,$ mo'ío-дологнл оптимального прэектирозакля разработаны:

- азтоматазнроганнзп ек creía АС ¡'К "Потаи", оЗасяечиажая автоматически:! (полуавтоматически») контроле полного состава при» родного газа, вклвчая влагу я соросодеркачдас компонент . з посяс-дуюцам расчетом осаовньх фнзнка-хамическах парэмогров а н.у«; погреакеггь оидеделения плотное«! з и.у, не првзыамот 0,4

~ с.";то:тл'.;чсс!<а?1 снстсш АСК "£сито:мт", обозгкпшаюкая as-гокагачеекий коятроль ссыоашгг ксцяояентов праролного rasa, %mv~ чон влагу, с последующи расчетом физяко-хш-пчоекмх параметра;' в-нормальных и рабочих условиях; погрешность онроделения пп^по-сти в нормальных условиях не прсашает 0,5

- микропроцессорные интеллектуальные автоматические спсйоыу

АКР "Саван" и АКР "Севан-2", обеспечивающие автоматический кон-трель основных компонентов природного геаа, с последующим расчетом физико-химических параметров в нормальных и рабочих условиях; погрешность определения плотности в нормальных условиях не превышает 0,5 %.

II. Разработанные системы АСИК "Ыотан", АСК "Бентонит" и АКР "Севан" внедрены на газопотребляюпдах и газотранспортных предприятиях СССР с подтвержденным экономическим эффектом 333,5 тыс. руб.

Основное содеркашв диссертации излояено в следующих работах:

1. СЕсепян A.M., Киракосян Ы.В. Газохроматографическов определение постоянных газов я углеводородов в природном газе. Информационный лиоток о научно-технических достижениях. Ереван, АрыКИИНТИ, te 83-49, 1983.'

2. Сарафян Г.Дк., Овсепяя А.Ы., Тер-Степанян Газохромато-графическое определение общей серя в природном газе. В серии "Методы анализа и контроля качества продукции". М.:НйИТ£ШШ, вып. 5, 1987, с. 10-12.

3. Сарафян Г.Дк., Овсепяи А.Ы., Тер-Степанян Э^С., Минасян 0.1. Газохроиатографическое определение микроконцентраций влаги

в природном газе. Промышленность, строительство и архитектура Армении. Ереван, 1989, й I, с. 42-44.

4. Сарафян Г.Дк., Овсепян А.Ы., Тер-Степанян Э.С., Тер-Гевор-кян С.Т. Газохроматографический метод анализа влага-в природном газе. Газовая промышленность, il.: Недра, 1988, № 7, с. 27.

5. Овсепян A.M., Ксраблев И.В., Тер-Степанкн З.С. Хроматографи-ческий метод определения плотности и удельной теплоты- сгорания газовых смесей. Тезисы докладов Всесоюзной конференции по прикладной хроматографии. Киев, 1988.

6. Нораблев И.В., Багдасарян B.C., Овсепян А.И. Автоматическая система контроля состава и влаяности природного газа. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Метода-

к средства автоматизации процессов добычи полезных ископаемых". М., 198?.

7. Залинян В.П., Овсепян A.M., Тер-Стеланян Б.С.,- Арутюнян З.А. К вопросам создания автоматических систем контроля качества природного газа на базе хроматографов. Тезисы докладов У lies-

дународного дунайского симпозиума.по хроматографии. Ялта, 1985.

8. Овсепян A.M., Залиняя В.П., Хитаров A.B., Тер-Степакян Э.С. Использование хроматографов в качестве универсальных измерителей физико-химических параметров газов. Тезиск -.окладов У Международного дунайского симпозиум по хроматографии. Ялта, 1985.

9. Кораблев И.В., " Степанял О.С., Озсепян Использование хроиатохрафическиго метода при определении условий гидрато-образовани« природного г Тезисы докладов Всесоюзной конференции но прикладной хрокатографкк. Киев, 1988.

10. Овсепян АЛ'., Абраютн А.2., Аругкияя Дк.А., Эвоян P.A. Об одной методе оораоогки кн^ортнли хроматографаческого анализа природного газа о по^оц: >v* tpo-ЭВМ. Тезисы докладов Всесоюзного совецан.п "Теория и практика разработки и внедрения АСУ ТП но базе микропроцессорной техники" (Киропкан, 1986). "В анформационаем• сбгрк:».ке fПриборы, средства автоиа-гизаца;: СйС'хвкы упра-гв^яя",- TC-I2 "Научно-техническая пропаганда". цилЛШприберостроеная, 1986.

11. Овсепян А.Ц., Галсгяи С.Х., Арутмьян A.B., Геворкян С.С. Автоматизировании^ комплекс измерения расхода природного газа. Тезисы докладов Всесоюзного совещания "Теория и практика разработки и внедрения АСУ ТП на базе микропроцессорной техники" (Кировакак,1986). В информационном сборнике "Приборы, средства автоматизации и системы управления", TC-I2 "Научно-техническая пропаганда". М.: ЩШТЭИпр..иоростроения, 1986.

12. Овсепян A.M., Галстлн С.Х., Тер-Степанян Э.С., Хитаров A.B.

• Автоматизированная систеыа измерения расхода природного газа на магистральных газопроводах. Информационный листок о научно-технических достижению:. Ереван, АрмНИИНТй, 1986,

fö 86-35.

13. Кораблев И.В., Багдасарян B.C., Овсепяя A.M. Микропроцессорная система высокоточного кзиерения расхода природного газа при его добыче и транспортировке. Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства автоматизации процессов добычи полезшее ископаемых". М., 198?.

14. Кораблев И.З., Багдасарян B.C., Овсепян A.M. Микропроцессорная систеыа измерения расхода природного газа. Тезисы докла-

- к -

дав ïïï Зсесеазвой aayiao-tcmsecsea кмферендаа "Езиорг-Tä-Xisue caoseau*. I&esest» 198?.

Csesssa &,R% и ду. авпояшгказ кудааа §аза ддя' -tasorposa-ïQ'caa^r-iscsQTO ¡аацъ&ъш« узгаов-одородаз a soga. Ем&гахез*? W ай Й ШАQ*S/25 « CS.0S.39 г. -

Sifv.jaíi r.ws»s 05C3ÎIEK fi.it. иоиа^ацзроаьиша ворйэа? для вдезфшзэд^&чезэто аа&зэаза гезмеос газов. грзв&а, -Цро-ISSS» fe ft,, с. ¿52-50. I?.. üs^s^aii , азсйпяе ¿.LT., lep-Cteaasaa S.S., Söj-Гезср-

«wccgsssu. sísjsí r, cpaço^saa rase. UpsuüX'.er.scsi^, сгргг-'„-sasîïô 4Í spxsre&ssj» ¿смааш!, ISS£a S S» 67-SS. X¿, '8а^гаа»йй?2 ÏLH.» Озаеойя

шг ВЛ. й^зяизезай сезшкгг сгг^сдаого гд-

•si с© sssHgu sszssxu "к-гза .йо^ах-зг

со sçasœajsœû Кгвз„

3SSS,

йкгек&к »Л.» З&шгк üpjssass S JU». î&f-Sacassr.

ü ífCiíJC«»' 'CD^fciS-a-ii -Ç?!«^»« *С»гагйЕЕЯ с

&KSES«a¡ м.са ««яасЕга nj^sysscs«. йздгц аетаагзз ЕС-

■Rgiasi'Ätor-iSSügiäs®» ¿5р«йшаЕи E'3£»