Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 8.769-2011 (ИСО 12213-3:2006) "Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Фактор сжимаемости газовой фазы. Метод расчетного определения на основе данных о физических свойствах газа" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1101-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 8.769-2011 (ИСО 12213-3:2006)
"Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Фактор сжимаемости газовой фазы. Метод расчетного определения на основе данных о физических свойствах газа"
(утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1101-ст)

State system for ensuring the uniformity of measurements. Natural gas. Compression factor of gas phase. Method of calculation based on gas physical properties

Дата введения - 1 января 2013 г.

Введен впервые

ГАРАНТ:

Полужирный курсив в тексте не приводится

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 "Государственная служба стандартных справочных данных"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. N 1101-ст

4 Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту ИСО 12213-3:2006 "Газ природный. Расчетное определение фактора сжимаемости. Часть 3. Расчетное определение на основе данных о физических свойствах газа" (ISO 12213-3:2006 "Natural gas - Calculation of compression factor - Part 3: Calculation using physical properties") путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ Р 1.5-2004 (подразделы 4.2 и 4.3), а также путем изменения отдельных фраз (слов и ссылок), которые выделены в тексте полужирным курсивом.

Внесение указанных технических отклонений направлено на учет особенностей объекта стандартизации, характерных для Российской Федерации, а также связано с целесообразностью использования ссылочных национальных и межгосударственных стандартов вместо ссылочных международных стандартов.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5).

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод расчетного определения фактора сжимаемости природного газа, подготовленного для транспортирования и распределения по магистральным газопроводам, при условии его нахождения только в газовой фазе.

Стандарт распространяется на подготовленные для транспортирования по магистральным газопроводам газы в диапазонах давления и температуры, при которых на практике осуществляют транспортирование и распределение этих газов.

Более детальные сведения о применении метода изложены в [1].

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.662-2009 (ИСО 20765-1:2005) Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Методы расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния AGA8 (ИСО 20765-1:2005 "Газ природный. Расчет термодинамических свойств. Часть 1. Свойства газовой фазы для транспортирования и распределения", MOD)

ГОСТ Р 8.668-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Теплота (энергия) сгорания объемная природного газа. Общие требования к методам измерений

ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин

ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности, числа Воббе на основе компонентного состава (ИСО 6976-1:1995 "Газ природный. Расчет теплотворной способности, плотности, относительной плотности и индекса Вобба для смеси", MOD)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 8.662, ГОСТ Р 8.668, ГОСТ 8.417, ГОСТ 31369, с учетом [1].

3.2 Обозначения

3.2.1 Условные обозначения

Условные обозначения величин приведены в таблице 1.

Обозначения величин и их единиц, указанные в таблице 1, использованы как в основном тексте стандарта, так и в приложении В. Единицы величин, приведенные в таблице 1, соответствуют значениям коэффициентов, приведенным в приложении В.

Таблица 1 - Условные обозначения величин

Величина		Единица
Обозначение	Наименование
	Член нулевого порядка (постоянная) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.20)]
	Член первого порядка (линейный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.20)]
	Член второго порядка (квадратичный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.20)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.21)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.21)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.21)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.22)]
	Второй вириальный коэффициент [уравнение (1)]
	Второй вириальный коэффициент парного взаимодействия между компонентом i и компонентом j [уравнение (В.22)]
	Член нулевого порядка (постоянный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.29)]
	Член первого порядка (линейный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.29)]
	Член нулевого порядка (постоянный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.29)]
	Член первого порядка (линейный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.29)]
	Член второго порядка (квадратичный) в разложении по степеням молярной теплоты сгорания () [уравнение (В.29)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.30)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.30)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.30)]
	Члены разложения по температуре [уравнение (В.31)]
	Третий вириальный коэффициент [уравнение (1)]
	Перекрестный третий вириальный коэффициент [уравнение(В.31)]
	Относительная плотность [d (воздух) = 1; уравнение (В.1)]	1
	Изменение молярной теплоты сгорания во время итераций [уравнения (В.10) и (В.11)]
	Значение высшей теплоты сгорания [газ при нормальных условиях (0°С, 1013 25 бар), температура сгорания 25°С]
	Молярная теплота сгорания (температура сгорания 25°С)
	Молярная масса [уравнения (В.5) и (В.8)]
	Абсолютное давление	бар*
	Универсальная газовая постоянная
	Абсолютная температура	K
	Температура в градусах Цельсия [t = Т - 273,15; уравнение (В.27)]	°С
	Относительная расширенная неопределенность	%
	Молярный объем (= 1/)
	Молярная доля компонента	1
	Комбинационные параметры для перекрестных вторых вириальных коэффициентов и (таблица В.2) и перекрестных третьих вириальных коэффициентов [уравнение (В.32)]	1
	Фактор сжимаемости	1
	Массовая плотность [уравнения (В.8) и (В.42)]
	Молярная плотность (=)
* Несмотря на то что бар не относится к системным единицам, применяемый международный стандарт ориентирован на использование в расчетах (в том числе в компьютерной версии) этой единицы (1 бар = 0,1 МПа). По этой причине в настоящем стандарте давление, включая давление для универсальной газовой постоянной R, может быть выражено в единице "бар" или единице "МПа" в зависимости от того, как данные единицы представлены в различных разделах применяемого международного стандарта.

3.2.2 Дополнительные индексы

- значение при нормальных условиях ( = 273,15 К, = 0,101325 МПа);

- для эквивалентного углеводорода;

- для моноксида# углерода;

- для диоксида углерода;

- для водорода;

- для азота.

3.2.3 Дополнительные обозначения

(air) - для сухого воздуха стандартного состава [уравнение (В.1)];

(D) - для условного значения , используемого в уравнении (В.11);

1 - для эквивалентного углеводорода [уравнения (В.12) и (В.15)];

2 - для азота [уравнения (В.12) и (В.16)];

3 - для диоксида углерода [уравнения (В.12) и (В.17)];

4 - для водорода [уравнения (В.12) и (В.18)];

5 - для моноксида# углерода [уравнения (В.12) и (В.19)];

(id) - состояние идеального газа;

(u) - счетчик итераций (В.2.1);

(v) - счетчик итераций (В.2.2);

(w) - счетчик итераций (В.4).

4 Метод расчетного определения

4.1 Сущность метода

Принцип метода настоящего стандарта основан на том, что для расчетного определения термических свойств подлежащего транспортированию по газопроводу природного газа достаточно информации о ряде его физических свойств. Соответствующие данные совместно с температурой и плотностью, характеризующими состояние газа, составляют комплекс входных переменных для рассматриваемого метода.

В методе используют следующие физические свойства: высшую теплоту сгорания, относительную плотность и молярную долю диоксида углерода. Метод, как правило, применяют при отсутствии сведений о полном компонентном составе газа. Для газов с синтетическими примесями (синтез-газ) необходимо иметь дополнительные сведения о молярной доле водорода.

4.2 Уравнение состояния SGERG-88

Расчетный метод основан на стандартном вириальном уравнении состояния природного газа GERG-88 (SGERG-88) (источники см. в ГОСТ Р 8.662). Вириальное уравнение состояния GERG-88 получено из базового уравнения состояния GERG-88 (MGERG-88), основанного на наличии сведений о полном компонентном составе газа (источники см. в ГОСТ Р 8.662).

Фактор сжимаемости Z получают из уравнения SGERG-88 согласно уравнению

,

(1)

где В и С - функции входных переменных: высшей теплоты сгорания , относительной плотности d, молярных долей диоксида углерода и водорода ( и ) и температуры T;

- молярная плотность согласно выражению

,

(2)

где .

(3)

При этом в методе SGERG-88 смесь природного газа рассматривают, по существу, как пятикомпонентную смесь, включающую в себя эквивалентный углеводородный газ (с теми же термодинамическими свойствами, какими обладает сумма присутствующих углеводородов), азот, диоксид углерода, водород и моноксид# углерода. Для адекватного представления термодинамических свойств углеводородного газа необходимо знать также теплоту сгорания . Поэтому для вычисления Z используют зависимость

.

(4)

Для моделирования смесей типа коксового газа учитывают молярную долю в фиксированном соотношении с содержанием водорода. Если водород отсутствует ( < 0,001), то принимают = 0. Далее смесь природного газа рассматривают в методе вычислений как трехкомпонентную смесь (см. приложение В).

Вычисления проводят в три стадии с помощью итеративных операций, детально описанных в приложении В. Для исходных данных требуется смоделировать пятикомпонентную смесь, для которой могут быть с удовлетворительной точностью определены заданные значения высшей теплоты сгорания и относительной плотности.

Во-вторых, если эта модель определена, могут быть найдены B и С при использовании уравнений, также приведенных в приложении В.

На третьей стадии решают систему уравнений (1) и (2) для и Z подходящим численным методом.

4.3 Входные переменные

4.3.1 Предпочтительный набор входных переменных

В качестве предпочтительных входных переменных в уравнении SGERG-88 используют абсолютное давление, температуру и высшую теплоту сгорания (в объемных единицах), относительную плотность, молярную долю диоксида углерода и водорода.

Таким образом, в качестве входных переменных используют набор данных A: , d, и . Относительную плотность относят к нормальным условиям р = (101,325 кПа и t = 0°С), а высшую теплоту сг