Приложение ДА (рекомендуемое). Рекомендации по выбору перечня учитываемых компонентов природного газа при определении его физико-химических показателей для конкретного узла измерений

Приложение ДА
(рекомендуемое)

Рекомендации
по выбору перечня учитываемых компонентов природного газа при определении его физико-химических показателей для конкретного узла измерений

Основным вопросом при выборе методики определения компонентного состава природного газа для конкретного узла измерений, обеспечивающей получение достоверной информации о составе и физико-химических показателях качества природного газа, является выбор оптимального перечня компонентов, подлежащих определению.

В любом случае выбор осуществляют на основании расширенного анализа компонентного состава природного газа в точке измерений, проводимого по аттестованным методикам измерений молярной доли компонентов. При расширенном анализе должны быть определены содержания углеводородных компонентов с числом атомов углерода С ₁-С ₈ (включая бензол и толуол), постоянных газов (азот, кислород + аргон, диоксид углерода, гелий и водород), серосодержащих компонентов (сероводород, меркаптаны С ₁-С ₄, серооксид углерода) и водяных паров. При этом нижняя граница измерений молярной доли компонентов должна составлять для углеводородов, гелия и водорода не более 0,0010 %, для суммарного содержания кислорода и аргона, азота и диоксида углерода - не более 0,0050 %.

При рутинных измерениях на конкретных узлах учета допускается проводить сокращенный анализ компонентного состава без потери достоверности вычисленных значений ФХП, используя:

а) общепринятое допущение не учитывать при рутинных измерениях для вычисления ФХП компоненты, молярная доля которых не превышает значения 0,005 %, ввиду незначимого вклада этих компонентов в вычисленные значения ФХП;

б) условно-постоянное значение молярной доли для некоторых компонентов на установленный период времени при невозможности обеспечения измерений их текущего значения молярной доли с применением имеющейся аналитической системы;

в) измерение суммарной молярной доли двух или более компонентов, фиксируемых в виде хроматографически неразделенных пиков, например кислород + аргон + азот или компоненты тяжелее пентана в виде псевдокомпонента С ₆₊.

Вместе с тем при наличии обоснования незначимости вклада в вычисленные значения ФХП (Y) сокращенный анализ может быть применен для природного газа постоянного состава в отношении компонентов, значение молярной доли которых превышает 0,005 %.

Обоснование незначимости вклада в значения ФХП проводят путем оценки относительного изменения (, %) значений всех ФХП, вычисленных по полному (Y) и сокращенному (Y ^*) компонентному составу. Оценку проводят для показателей:

- высшая объемная теплота сгорания (Hv) _G, МДж/м ³;

- низшая объемная теплота сгорания (Hv) _N, МДж/м ³;

- относительная плотность G;

- абсолютная плотность D, кг/м ³;

- высшее число Воббе W _G, МДж/м ³;

- низшее число Воббе W _N, МДж/м ³.

В качестве критерия оценки обоснованности для сокращения перечня определяемых компонентов принимают норматив, равный 20 % значения расширенной неопределенности значения ФХП U(Y), вычисленного по результатам полного компонентного состава сухого газа.

При получении значения модуля не более норматива для всех ФХП исключение компонента(ов) из числа определяемых по внедряемой методике измерений считают обоснованным. При получении значения модуля более норматива хотя бы по одному показателю исключение компонента(ов) не допускается.

В качестве примера приведена оценка обоснованности исключения из числа обязательно определяемых компонентов гелия, водорода и водяных паров для двух образцов природного газа, состав которых приведен в таблице ДА.1. Пример приведен для метода определения "метан по разности".

Таблица ДА.1 - Паспортные данные о полном компонентном составе образцов ПГ

Компонент	Образец N 1		Образец N 2
	х, мол. доля, %	U(x), мол. доля, %	х, мол. доля, %	U(x), мол. доля, %
Метан	остальное		остальное
Этан	11,83	0,47	4,69	0,19
Пропан	3,63	0,22	0,623	0,038
2-Метилпропан (изобутан)	0,297	0,012	0,0340	0,0023
н-бутан	0,203	0,018	0,0269	0,0019
2-Метилбутан (изопентан)	0,0374	0,0025	0,0051	0,0005
н-Пентан	0,0261	0,0018	0,0042	0,0005
Гексаны	0,0212	0,0015	0,0066	0,0006
Диоксид углерода	0,0130	0,0020	0,0782	0,0059
азот	6,36	0,26	1,26	0,05
Кислород + аргон	0,0070	0,0016	0,0076	0,0017
Гелий	0,0128	0,0010	0,0394	0,0026
Водород	0,0055	0,0006	0,0060	0,0006
Водяной пар	0,0150	0,0015	0,0150	0,0015

В таблицах ДА.2, ДА.3 приведена оценка обоснованности исключения из числа обязательно определяемых компонентов гелия, водорода и водяных паров для двух образцов природного газа для вариантов:

а) исключение из числа определяемых компонентов гелия и водорода;

б) исключение из числа определяемых компонентов водяных паров;

в) исключение из числа определяемых компонентов гелия, водорода и водяных паров.

Как видно из представленных в таблице ДА.2 данных, для образца N 1 критерий оценки обоснованности для всех вариантов не превышен, что позволяет исключить из числа обязательно определяемых компонентов гелий, водород и водяные пары при их указанном содержании.

Для образца N 2 для варианта б) сокращенного анализа получено превышение критерия обоснованности по значению плотности и относительной плотности, что не позволяет исключать из числа учитываемых компонентов водяных паров; для варианта в) получено превышение критерия обоснованности по значению высшей и низшей теплоты сгорания при одновременном исключении из числа учитываемых компонентов гелия, водорода и водяных паров, что не позволяет использовать на практике вариант сокращенного анализа в). Вместе с тем для анализа образца N 2 может быть реализован вариант а) с исключением из числа обязательно учитываемых компонентов гелия и водорода при их указанном содержании.

При использовании приведенных рекомендаций следует с установленной периодичностью проводить проверку стабильности компонентного состава природного газа на конкретном узле измерений.

Таблица ДА.2 - Оценка обоснованности исключения компонентов для образца N 1

Показатель	Y, ед. изм.	U(Y), ед. изм.	Y *, ед. изм.	= (Y * - Y), ед. изм.	, %	Заключение о соответствии критерию обоснованности
Вариант а)
(Hv) G, МДж/м 3	40,57	0,205752	40,57	0,00041227	0,20	Соответствует
(Hv) N, МДж/м 3	36,75	0,190621	36,75	0,00012418	0,07	Соответствует
G	0,6833	0,003306	0,6834	0,00009582	2,90	Соответствует
D, кг/м 3	0,8230	0,003982	0,8231	0,00011541	2,90	Соответствует
W G, МДж/м 3	49,08	0,275778	49,08	- 0,00294254	- 1,07	Соответствует
W N, МДж/м 3	44,46	0,254455	44,46	- 0,00296715	- 1,17	Соответствует
Вариант б)
(Hv) G, МДж/м 3	40,57	0,205752455	40,58	0,006172503	0,30	Соответствует
(Hv) N, МДж/м 3	36,75	0,190620905	36,76	0,005598722	0,29	Соответствует
G	0,6833	0,003305671	0,6834	0,000080611	0,24	Соответствует
D, кг/м 3	0,8230	0,003981512	0,8231	0,000097091	0,24	Соответствует
W G, МДж/м 3	49,08	0,275778384	49,09	0,004571849	0,17	Соответствует
W N, МДж/м 3	44,46	0,254454595	44,47	0,004150233	0,16	Соответствует
Вариант в)
(Hv) G, МДж/м 3	40,57	0,205752455	40,58	0,006172503	0,30	Соответствует
(Hv) N, МДж/м 3	36,75	0,190620905	36,76	0,005598722	0,29	Соответствует
G	0,683277395	0,003305671	0,6834	0,000080611	0,24	Соответствует
D, кг/м 3	0,8230	0,003981512	0,8231	0,000097091	0,24	Соответствует
W G, МДж/м 3	49,08	0,275778384	49,09	0,004571849	0,17	Соответствует
W N, МДж/м 3	44,46	0,254454595	44,47	0,004150233	0,16	Соответствует

Таблица ДА.3 - Оценка обоснованности исключения компонентов для образца N 2

Показатель	Y, ед. изм.	U(Y), ед. изм.	Y *, ед. изм.	= (Y * - Y), ед. изм.	, %	Заключение о соответствии критерию обоснованности
Вариант а)
(Hv) G, МДж/м 3	38,30	0,069058	38,31	0,000391329	0,57	Соответствует
(Hv) N, МДж/м 3	34,57	0,06377	34,58	0,000104956	0,16	Соответствует
G	0,5907	0,001005	0,5908	0,000095260	9,48	Соответствует
D, кг/м 3	0,7115	0,001211	0,7116	0,000114736	9,48	Соответствует
W G, МДж/м 3	49,85	0,099356	49,84	- 0,00350944	- 3,53	Соответствует
W N, МДж/м 3	44,99	0,091376	44,99	- 0,00349077	- 3,82	Соответствует
Вариант б)
(Hv) G, МДж/м 3	38,31	0,069058	38,32	0,011004257	15,9	Соответствует
(Hv) N, МДж/м 3	34,58	0,06377	34,59	0,009708386	15,2	Соответствует
G	0,5907	0,001005	0,5909	0,000205959	20,5	Не соответствует
D, кг/м 3	0,7115	0,001211	0,7117	0,000248067	20,5	Не соответствует
W G, МДж/м 3	49,85	0,099356	49,85	0,005627819	5,66	Соответствует
W N, МДж/м 3	44,99	0,091376	45,00	0,004787833	5,24	Соответствует
Вариант в)
(Hv) G, МДж/м 3	38,31	0,069058	38,33	0,016201475	23,5	Не соответствует
(Hv) N, МДж/м 3	34,58	0,06377	34,60	0,014639639	23,0	Не соответствует
G	0,5907	0,001005	0,5909	0,000194289	19,3	Соответствует
D, кг/м 3	0,7115	0,001211	0,7117	0,000234011	19,3	Соответствует
W G, МДж/м 3	49,85	0,099356	49,86	0,012880982	13,0	Соответствует
W N, МДж/м 3	44,99	0,091376	45,00	0,011647082	12,7	Соответствует