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
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 |
|
|
Член первого порядка (линейный) в разложении |
|
|
Член второго порядка (квадратичный) в разложении |
|
|
Члены разложения |
|
|
Члены разложения |
|
|
Члены разложения |
|
|
Члены разложения |
|
|
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 |
|
|
Член первого порядка (линейный) в разложении |
|
|
Член нулевого порядка (постоянный) в разложении |
|
|
Член первого порядка (линейный) в разложении |
|
|
Член второго порядка (квадратичный) в разложении |
|
|
Члены разложения |
|
|
Члены разложения |
|
|
Члены разложения |
|
|
Члены разложения |
|
|
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 |
|
|
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 |
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
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
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)
Текст ГОСТа приводится по официальному изданию Стандартинформ, Москва, 2013 г.
Дата введения - 1 января 2013 г.