Agnigor, 2019

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГОСТ 30319.1-2015

Газ природный
Методы расчета физических свойств
Общие положения

Natural gas. Methods of calculation of physical properties
General statements

УДК 662.76.001.4:006.354

Б19

МКС 75.060

Дата введения 01.01.2017

Ключевые слова: газ природный, методы расчета, физические свойства.

Содержание

Предисловие

Сведения о стандарте

Введение

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Термины и определения

4. Обозначения параметров и физических свойств природного газа, применяемых в комплексе стандартов

Приложение А. Коэффициент сжимаемости и плотность индивидуальных газов

Библиография

Текст

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены".

Сведения о стандарте

1. Разработан Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ", Техническим комитетом по стандартизации ТК 52 "Природный и сжиженные газы".

2. Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).

3. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 августа 2015г. №79-П).

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
АрменияAMМинэкономики Республики Армении
БеларусьBYГосстандарт Республики Беларусь
КазахстанKZГосстандарт Республики Казахстан
КиргизияKGКыргызстандарт
МолдоваMDМолдова-Стандарт
РоссияRUРосстандарт
УкраинаUAМинэкономразвития Украины

4. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 ноября 2015г. №1743-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30319.1-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2017г.

5. Взамен ГОСТ 30319.0-96.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты" (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты  размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.

Введение

Комплекс межгосударственных стандартов ГОСТ 30319.1 - ГОСТ 30319.3 под общим наименованием "Газ природный. Методы расчета физических свойств" (далее - комплекс стандартов) состоит из следующих частей:

- ГОСТ 30319.1 является общим для стандартов ГОСТ 30319.2 и ГОСТ 30319.3 и устанавливает единые термины и обозначения параметров состояния и физических свойств природного газа для всего комплекса стандартов;

- ГОСТ 30319.2 содержит методы расчета физических свойств природного газа по измеренным значениям его давления, температуры, плотности при стандартных условиях, молярных долей азота и диоксида углерода;

- ГОСТ 30319.3 содержит методы расчета физических свойств природного газа по измеренным значениям его давления, температуры и молярных долей компонентов природного газа.

В комплексе стандартов приведены методы расчета следующих физических свойств природного газа:

- коэффициент сжимаемости;

- плотность;

- показатель адиабаты;

- коэффициент динамической вязкости;

- скорость распространения звука в среде природного газа.

1. Область применения

1.1 Назначение комплекса стандартов - обеспечить достоверное вычисление физических свойств природного газа при определении его расхода и количества.

Комплекс стандартов может быть применен при определении расхода и количества природного газа с использованием любых методов их определения.

1.2 Настоящий комплекс стандартов необходимо применять для расчета физических свойств транспортируемого по газотранспортным системам природного газа с молярными долями компонентов, которые ограничены диапазонами, приведенными в таблице 1.

Настоящий комплекс стандартов не распространяется на природные газы, находящиеся в жидком или двухфазном состоянии.

Таблица 1

Компоненты природного газа и
диапазоны молярных долей компонентов
КомпонентДиапазоны молярных долей
Метан0,7 ≤ XCH4 < 1,0
ЭтанXC2H6 ≤ 0,10
ПропанXC3H8 ≤ 0,035
Бутаны в суммеXC4H10 ≤ 0,015
Пентаны в суммеXC5H12 ≤ 0,005
ГексанXHC6H14 ≤ 0,001
АзотXN2 ≤ 0,20
Диоксид углеродаXCO2 ≤ 0,20

Примечания:

1. Молярные доли остальных компонентов не превышают суммарно 0,0025.

2. При наличии в природном газе гелия или водорода с молярной долей больше 0,0005 для расчета физических свойств необходимо применять методы ГОСТ 30319.3.

1.3 Выбор альтернативных методов определения физических свойств природного газа следует производить исходя из минимального значения погрешности определения этих свойств с учетом целесообразности технико-экономических затрат.

1.4 При отсутствии в настоящем комплексе стандартов каких-либо физических свойств или при необходимости повышения точности определения значений этих свойств, следует применять официальные данные, утвержденные Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии или Государственной службой стандартных справочных данных, а также данные лабораторных анализов, выполняемых в соответствии с действующими стандартами.

1.5 Настоящий комплекс стандартов не распространяется на методы и средства непосредственного измерения физических свойств природного газа.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

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

- ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объема;

- ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава;

- ГОСТ 30319.2-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода;

- ГОСТ 30319.3-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о компонентном составе.

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 ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. 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 и определения

В настоящем комплексе стандартов применены термины по ГОСТ 31369 и [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 идеально-газовое состояние: Условное состояние газа или смеси газов, которое характеризуется отсутствием взаимодействия молекул газа, а сами молекулы не имеют собственного объема.

3.2 газовая смесь: Смесь индивидуальных газов, не вступающих друг с другом в химическую реакцию.

Примечание. Коэффициент сжимаемости и плотность при стандартных условиях для ряда индивидуальных газов приведены в таблице А.1 (приложение А).

3.3 газ горючий природный (природный газ): Сложная газообразная смесь, состоящая преимущественно из метана и содержащая этан и более тяжелые углеводороды, а также азот, диоксид углерода, водяные пары, серосодержащие соединения, инертные газы.

Примечание. Газ горючий природный обычно содержит также следовые количества других компонентов.

3.4 уравнение состояния природного газа: Уравнение, которое связывает любое физическое свойство природного газа с его свойствами, принятыми в качестве независимых переменных.

Примечание. Чаще всего это уравнение, связывающее коэффициент сжимаемости природного газа с его плотностью, температурой и молярными долями компонентов природного газа.

3.5 показатель адиабаты: Физическое свойство газовой среды (т.е. газа или смеси газов), характеризующее процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой.

3.6 скорость распространения звука (скорость звука): Физическое свойство газовой среды, характеризующее скорость распространения упругих волн в этой среде.

3.7 коэффициент динамической вязкости (вязкость): Физическое свойство среды, характеризующее сопротивление ее течению под действием внешних сил.

Примечание. Количественно вязкость определяется величиной касательной силы, которая должна быть приложена к единице площади сдвигаемого слоя, чтобы поддержать в этом слое течение с постоянной скоростью относительного сдвига, равной единице.

4. Обозначения параметров и физических свойств природного газа, применяемых в комплексе стандартов

4.1 Основные условные обозначения физических величин, принятые в комплексе стандартов приведены в таблице 2. Размерности и единицы величин приведены в соответствии с требованиями ГОСТ 8.417.

4.2 В комплексе стандартов используются следующие символы и нижние индексы для обозначения:

{ } - множества, например молярных долей компонентов природного газа {xi}, коэффициентов уравнения состояния {an} и т.п.;

i, j - физических величин для i, j-ro компонента природного газа;

кр - физической величины в критической точке;

с - физической величины при стандартных условиях (pc=0,101325МПа, Tc=293,15К).

Примечание. Значения давления и температуры (pc и Tc), характеризующие стандартные условия, по ГОСТ 2939.

Таблица 2

Обозначения физических величин
Условные обозначенияНаименование величины Размерность величины (для производных единиц СИ) Обозначение единицы величины
R Универсальная газовая постоянная, R=8,31451 m2∙кг∙с-2∙моль-1∙К-1 кДж/(моль∙К)
Т Термодинамическая температура основная единица СИ К
k Показатель адиабаты безразмерная величина 1
p Абсолютное давление 105∙м-1∙кг∙с-2 МПа
u Скорость звука м∙с-1 м/с
x Молярная доля компонента природного газа безразмерная величина 1
z Коэффициент сжимаемости z=103p/(R͠ρT) безразмерная величина 1
µ Коэффициент динамической вязкости 10-6∙м-1∙кг∙с-1 мкПа∙с
ρ Плотность кг∙м-3 кг/м3
͠ρ Молярная плотность 103∙моль∙м-3 кмоль/м3

Примечание. Остальные обозначения указаны непосредственно в тексте комплекса стандартов.

 

Приложение А
(справочное)

Коэффициент сжимаемости и плотность индивидуальных газов

В приложении представлены данные о коэффициенте сжимаемости и плотности при стандартных условиях для ряда индивидуальных газов (см. таблицу А.1). коэффициент сжимаемости и плотность индивидуальных газов при давлениях и температурах отличных от Pc и Tc вычисляют по [2]-[14] и другим материалам, рекомендуемым Государственной службой стандартных справочных данных.

Таблица А.1

Данные о коэффициенте сжимаемости и плотности при стандартных условиях
Наименование газаХимическая формулаzc.html pc, кг/м3δzc, %
МетанCH40,99810,66820,05
ЭтанC2H60,99201,26010,05
ПропанC3H80,98341,86410.20
н-Бутанн-C4H100,96822,49560,30
и-Бутани-C4H100,9712,4880,30
АцетиленC2H20,9931,0900,10
ЭтиленC2H40,99401,17330,10
ПропиленC3H60,9851,7760,20
АммиакH3N0,9890,7160,30
СероводородH2S0,9901,43110,10
МетилмеркаптанCH4S0,9782,0450,10
Диоксид серыSO20,9802,7180.30
ГелийHe1,00050,166310,05
ВодородH21,00060,083750,05
НеонNe1,00050,83850,05
АргонAr0,99931,66180,05
Моноксид углеродаCO0,99961,16490,10
АзотN20,99971,164900,05
КислородO20,99931,331160,05
Диоксид углеродаCO20,99471,83930,05

Примечания:

1. δzc - погрешность расчета коэффициента сжимаемости.
2. Погрешность расчета плотности численно равна δzc.

 

Библиография

[1] Стандарт ОАО "Газпром" СТО Газпром 041-2008 Газ горючий природный, конденсат газовый и продукты их переработки. Термины и определения.

[2] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 4-78 Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость жидкого и газообразного азота при температурах 70-1500 К и давлениях 0,1-100 МПа.

[3] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 19-81 Кислород жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70-1000 К и давлениях 0,1-100 МПа.

[4] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 47-83 Этилен жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 130-450 К и давлениях 0,1-100 МПа.

[5] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 70-84 Гелий-4 жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 2,5-450 К и давлениях 0,05-100 МПа.

[6] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 96-86 Диоксид углерода жидкий и газообразный. Плотность, фактор сжимаемости, энтальпия, энтропия, изобарная теплоемкость, скорость звука и коэффициент объемного расширения при температурах 220-1300 К и давлениях 0,1-100 МПа.

[7] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 179-96 Аргон жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 85 ... 1300 К и давлениях 0,1...1000 МПа.

[8] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 180-96 Неон жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 25...1000 К и давлениях 0,1...700 МПа.

[9] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 195-2001 Метан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 91 ... 700 К и давлениях 0,1 ...100 МПа.

[10] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 196-2001 Этан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 91... 625 К и давлениях 0,1-70 МПа.

[11] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 197-2001 Пропан жидкий и газообразный. Термодинамические свойства, коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 86...700 К и давлениях 0,1-100 МПа.

[12] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД 227-2008 Аммиак. Плотность, энтальпия, энтропия, изобарная и изохорная теплоемкости, скорость звука в диапазоне температур 196-606 К и давлений 0,001-100 МПа.

[13] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД Р127-85 Пропан, н-Бутан и н-Пентан как компоненты природного газа. Плотность, фактор сжимаемости, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость, показатель адиабаты и изобарный коэффициент расширения при температурах 270-700 К и давлениях 0,1-30 МПа.

[14] Государственная служба стандартных справочных данных ГСССД MP 134-07 Расчет плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости азота, ацетилена, кислорода, диоксида углерода, аммиака, аргона и водорода в диапазоне температур 200 ... 425 К и давлений до 10Мпа.