Gaz kromatograf cihazının doğal gaz analizindeki önemi anlatıldı

Esgaz Elektrik Elektronik Mühendisi Fadime Kocatorun  ‘A Tipi Basınç Düşürme ve Ölçüm İstasyonlarında Gaz Kromatograf Cihazının Yeri ve Önemi’ konulu bir çalışmayla gaz kromatograf cihazının doğal gaz analizindeki önemini anlattı.

Gaz kromatograf cihazı farklı kaynaklardan elde edilen değişken türde gaz karışımının oluşturduğu doğal gazı analiz etmek için kullanılan bir ölçüm ekipmanıdır. Ölçüm hassasiyetinin yüksek ehemmiyete sahip olduğu, iletim şebekesinden doğal gaz çekilen çıkış noktalarındaki yüksek kapasiteli A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında kullanılıyor. Bu çalışmada, Elektrik Elektronik Mühendisi Fadime Kocatorun gaz kromatograf cihazının bahsedilen A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarındaki yeri ve önemini anlattı.

Esgaz Elektrik Elektronik Mühendisi Fadime Kocatorun,  Kromatografi kelimesinin Yunanca chroma (renk) ve graphein (yazmak) sözcüklerinin birleşmesiyle oluştuğunu, ilk kez 1903 yılında Rus botanikçi Mikhail Tsvet tarafından renkli bitki pigmentlerini ayırma amaçlı kullanıldığını belirtti. Kocatorun,  daha sonraları, çeşitli çok bileşenli numunelerdeki bileşenlerin ayrılması ve saflaştırılmasında kullanılmaya başlandığını, günümüzde, kromatografik analiz yöntemleri, bir karışımı oluşturan türlerin ayrı ayrı belirlenmesi (nitel analiz) ve karışımı oluşturan bileşenlerin miktar tayini (nicel analiz) işlemlerini hayata geçiren ve en çok kullanılan aletli analiz yöntemlerinden olduğunu da ekledi.

Kromatografiyi bir karışımda bulunan bileşenlerin birbiriyle karışmayan bu iki fazlı sistemde ayrılması, tanınması ve saflaştırılması yöntemlerinin genel adı olarak belirten Kocatorun, çeşitli maddelerin hareketli faz yardımıyla sabit faz üzerinde değişik hızlarla hareket etmeleri veya sürüklenmeleri esasına dayandığını da vurguladı.

“GAZ KROMATOGRAFİ YÖNTEMİ DOĞRU ANALİZ SONUÇLARI SEBEBİYLE TERCİH EDİLİYOR”

Fadime Kocatorun; “Kromatografi, uygulama yöntemlerine, bileşenlerin fazlar arasında ayrılma mekanizmalarına ve fazların fiziksel özelliklerine göre sınıflandırılabilmektedir. Gaz kromatografisi, bu sınıflandırma içerisinde hareketli fazın gaz olduğu, bileşenlerin farklı katı yüzeylerdeki farklı absorpsiyon ilgilerine göre ayrıldığı kromatografi çeşididir. Gaz kromatografisi, bir karışımda gaz halinde bulunan veya kolayca buharlaşabilen türlerin birbirinden ayrılmasında ve analizinde kullanılmaktadır. Verilen bir numune içindeki uçucu maddelerin sayısının ve miktarının tayin edilmesi, bir maddenin saf olup olmadığının araştırılması gibi işlemler için hızlı, hassas ve doğru analiz sonuçları sebebiyle gaz kromatografi yöntemi tercih edilmektedir” dedi.

“Diğer kromatografi çeşitlerinden farklı olarak, gaz kromatografisinde hareketli fazın görevi yalnızca analiz edilecek numuneyi sabit faz üzerinde taşımaktır” diyen Kocatorun, “Hareketli faz olarak He, Ne, Ar gibi inert gazlar, belirli şartlar altında kimyasal reaksiyona girmeyen gazlar, kullanılıyor. CO₂ ve N₂ gibi gazlar da hareketli faz olarak kullanılabilir” ifadelerini kullandı.

GAZ KROMATOGRAF CİHAZI 4 BÖLÜMDEN OLUŞUYOR

Esgaz Elektrik Elektronik Mühendisi Fadime Kocatorun, gaz kromatograf cihazıyla birlikte gaz kromatograf sistemini şu şekilde sıraladı:

Akış hızını kontrol altında tutulabilen bir taşıyıcı gaz kaynağı,

Isıtılabilir bir enjeksiyon girişi,

İstenilen sıcaklığa ayarlanabilen bir fırın ve fırın içinde yer alan bir kolon,

Numuneler için uygun bir dedektör ve bir sinyal işleme sisteminden oluşmaktadır.”

GAZ KROMATOGRAF ÜNİTELERİNDE 2 ADET TAŞIYICI GAZ TÜPÜ MEVCUT

Fadime Kocatorun; “Doğal gaz dağıtım şebekesinde, A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonları dağıtım yapılmadan önce doğal gazın işletme şartlarına uygun hale getirildiği, yani doğal gazın basıncının istenilen basınç aralığına düşürülerek, gazın analizinin yapılıp faturaya esas ölçümlemenin gerçekleştirildiği istasyonlardır. Bu istasyonlar, iletim şebekesinden gazın teslim alındığı çıkış noktalarıdır. A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında gaz kromatograf cihazı, farklı kaynaklardan elde edilen değişken türde gaz karışımın oluşturduğu doğal gazı analiz etmek için kullanılır. Doğal gaz analizinin sonucunda elde edilen gaz bileşen değerleri üzerinden gazın enerji değerlerini (alt/üst ısıl değerlerini) ve yoğunluğunu, BOTAŞ A Tipi Basınç Düşürme ve Ölçüm İstasyonu Gaz Kromatograf Şartnamesi gereğince, ISO 6976:1995 (E) standardına uygun olarak hesaplar” dedi.

İstasyonlardaki gaz kromatograf ünitelerinde 1 çalışan 1 yedek olacak şekilde 2 adet taşıyıcı gaz tüpünün mevcut olduğunu, her bir taşıyıcı gaz tüpünün ayarlanabilir bir regülatöre bağlı olduğunu belirten Kocatorun, üzerinde tüpün basıncını gösteren bir manometre ve regülatör çıkışındaki gazın basıncını gösteren bir diğer manometrenin daha mevcut olduğunu ve taşıyıcı gaz olarak He (Helyum) kullanıldığını aktardı.

Kocatorun; “İstasyonlarda gaz kromatograf cihazına iki akış hattı bağlanır; bunlardan biri numune probu ile hattan alınan numune gazı iken diğeri kalibrasyon gazıdır. Kalibrasyon gazının bileşen değerlerinin, hattan alınan numune gazın bileşen değerleri ile yakın olması beklenir. Kalibrasyon gazının bileşen değerleri her istasyon için özel olarak BOTAŞ’tan temin edilen, BOTAŞ Gaz Kromatograf Kalibrasyon Tüpü Şartnamesi ’ne göre seçilir ve tüp dolumu şartnameye uygun şekilde gerçekleştirilir.Taşıyıcı gaz tüpünün bağlantısına benzer şekilde, tüp ayarlanabilir bir regülatöre bağlıdır. Üzerinde tüpün basıncını gösteren bir manometre ve regülatör çıkışındaki gazın basıncını gösteren bir diğer manometre daha mevcuttur. Numune ve kalibrasyon gazının aynı basınçta olması gerekir. Kalibrasyon tüpü, sıcaklık kontrollü elektrikli ısıtıcı ceket ile sıcak tutulur” dedi.

“İSTASYONLARDA GÜNLÜK OLARAK KALİBRASYON RAPORU YAZDIRILIR”

“Analiz edilecek numune gaz, istasyon çıkış borusundan numune probu yardımıyla alınır” diyen Kocatorun; “Numune gazının basıncı, numune taşıma hattıyla ısıtmalı regülatörden geçirilerek istenilen basınca düşürülür. Burada, ısıtmalı regülatör kullanılmasının amacı basınç düşümü esnasında gazın soğumasıdır. Numune gazın basıncı düşürüldükten sonra, şartlama modülüne geçer ve filtreleme işlemine tabii tutulur. Filtreleme işlemi sonrasında, numune gaz analizöre geçer. Bir miktar numune gaz fırın içerisindeki kolonlardan birine enjekte edilir. Taşıyıcı gaz vasıtasıyla kolon içinde taşınmaya başlar. Numune gazın bileşenleri kolonun içinden geçiş zamanlarına bağlı olarak ayrılır. Her bileşenin mol ağırlığı ve hacmi farklı olduğundan dolayı kolonun içinden geçiş zamanları da farklıdır” şeklinde belirtti.

Gaz kromatograf cihazının kontrol ünitesinde, kromatogramın yanı sıra istenilen rapor parametreleri ile birçok rapor oluşturulabildiğini belirten Fadime Kocatorun,  istasyonlarda, BOTAŞ A Tipi Basınç Düşürme ve Ölçüm İstasyonu Gaz Kromatograf Şartnamesi gereğince günlük olarak kalibrasyon raporu ve günlük ortalama gaz analiz raporu kontrol ünitesi tarafından üretilerek seri veya Ethernet olarak bağlanmış yazıcıya gönderildiğini ifade etti.

“GAZ KROMATOGRAF CİHAZININ GÖREVİ GAZIN ENERJİ DEĞERLERİNİ HESAPLAMAKTIR”

A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında gaz kromatograf cihazının yeri ve önemine vurgu yapan Kocatorun; “Gaz kromatograf cihazının görevi doğal gazı analiz ederek, bu analizin sonucunda elde edilen gaz bileşen değerleri üzerinden gazın enerji değerlerini ve yoğunluğunu hesaplamaktır. Analiz sonuçlarını günlük ortalama gaz analiz raporunda çıktı olarak vermesinin yanı sıra, her bir analiz sonrasında elde edilen analiz sonuçlarını ve buna bağlı olarak hesaplanan değerleri seri bir port üzerinden ölçüm panosunda yer alan sunucu bilgisayara aktarır. Sunucu bilgisayar üzerinden, bu analiz sonuçları faturaya esas ölçümlemenin gerçekleştirildiği akış bilgisayarlarına yazdırılır. Ölçüm hassasiyetinin yüksek ehemmiyete sahip olduğu A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında, gaz kromatograf cihazında yaşanabilecek herhangi bir arıza durumunda akış bilgisayarlarına yazdırılacak gaz değerleri için, günlük ortalama gaz analiz raporundaki gaz bileşen değerleri ay boyunca toplanır ve ortalaması alınarak ‘keypad gaz bileşen değerleri” hesaplanır. Her ay başında, bir önceki aya ait keypad gaz bileşen değerleri BOTAŞ yetkilisi tarafından sunucu bilgisayara girilir” dedi.

Kocatorun, özetle; A tipi basınç düşürme ve ölçüm istasyonlarında, gaz kromatograf cihazının görevi doğal gazı analiz etmekle birlikte bu analiz sonucunda elde edilen gaz bileşen değerlerini ve bu bileşenler doğrultusunda hesaplanan gazın enerji değerlerini faturaya esas ölçümlemenin gerçekleştirildiği akış bilgisayarları ile paylaşmak olduğunu belirtti.