ГОСТ 31369—2008
Как видно из следующего примера, это первичное влияние может быть важным. Допустим, мы хотим вычис
лить значение теплоты сгорания на основе насыщенного газа, исходя из анализа осушенного газа, вероятно, для
того, чтобы сделать осмысленное сравнение между аналитически полученным значением теплоты сгорания и зна
чением, определенным с помощью калориметра, в котором тот же газ насыщается во время измерения. Также до
пустим. что значение объемной теплоты сгорания осушенного газа равно 38,00 МДж • м ’3при стандартных условиях
сгорания и измерений: 15 ‘С. 101.325кПа. При 15 °С давление насыщенного пара воды равно 1,705 кПа. и тогда мо
лярная доля воды в природном газе, насыщенном водой при стандартных условиях, равна
1.705
101325
*
■
-----------
= 0.01683.
(F.2)
Таким образом, значение теплоты сгорания насыщенного газа (пренебрегая вторичными эффектами, обсуж
даемыми в разделах F.3 и F.4) меньше, чем значение теплоты сгорания сухого газа на (1 - 0.01683). т е.
Н, = 38.00 0.98317 = 37.36 М Дж-M 1.(F.3)
При разнице а значениях теплоты сгорания вплоть до 1.68 %. в зависимости от количества присутствующего
водяного пара, обычно очень важно рассматривать способ, с помощью которого пары воды учитывались путем пря
мого измерения или анализа компонентов. Особенно сложная ситуация может возникнуть для газа, содержащего
пары воды в качестве известного компонента при давлении ниже давления насыщенного пара В этом случае асе
«общепринятые* значения теплоты сгорания сухого газа и насыщенного газа могут быть рассчитаны, являются
разными и могут быть перепутаны друг с другом.
П р и м е ч а н и е — Влагосодержание природного газа, подаваемого в магистральные газопроводы,
транспортируемого по ним и поставляемого потребителю, ограничивается требованиями соответствующих
нормативных документов, действующих в стране, или условиями контракта.
F.3 Влияние скрытой теплоты (энтальпийный эффект)
Вторичное влияние присутствия паров воды в пробе газа а разделе F.2 не рассматривается. Скрытая теплота
испарения воды, образующейся при сгорании углеводородов, является значимым фактором при определении зна
чения теплоты сгорания этих углеводородов и. следовательно, состояние воды точно соответствует определени
ям. приведенным а 2.1 и 2.2.
В случае высшей теплоты сгорания (2.1) необходимо, чтобы вся вода, образовавшаяся в реакции сгорания,
конденсировалась а жидкое состояние при стандартной температуре сгорания f,. Это требование может быть не
реализуемым на практике, но оно действительно обеспечивает теоретическую основу вычисления значения вы
сшей теплоты сгорания сухого природного газа. Однако присутствие паров воды а объеме газа до сгорания пред
ставляет проблему, как рассматривать состояние воды после сгорания.
a) можно предположить, хотя это не реализуется на практике, что эта вода после сгорания остается в газооб
разном состоянии, и. таким образом, не оказывает влияния на теплоту сгорания; или
b
) можно предположить, что эта вода конденсируется в жидкость при стандартной температуре сгорания t, и.
тем самым повышает теплоту сгорания за счет выделившейся скрытой теплоты испарения воды.
Предполагается, что самая логически непротиворечивая трактовка значения высшей теплоты сгорания со
стоит в допущении того, что вся вода, как находящаяся в обьеме газа до сгорания, так и образующаяся при сгора
нии. конденсируется в жидкость при стандартной температуре сгорания tr Поэтому пары воды, содержащиеся в
обьеме газа, должны рассматриваться как компонент природного газа с конкретным значением молярной доли и
имеющий значение теплоты сгорания, полученное из скрытой теплоты испарения воды: другими словами, в сумми
ровании есть другой член xf Ht для воды. Вот почему значения высшей теплоты сгорания для паров воды, приве
денные в таблицах 3 — 5. не равны нулю. Такая трактовка приводит только к небольшому повышению значения
теплоты сгорания; при допущении о насыщении парами воды это повышение не зависит от состава газа и зависит
только от измеренной температуры газа. Повышение теплоты сгорания, рассчитанное на основе значений объем
ной доли компонентов, для насыщенного газа составит:
для измерений при 0 ‘С — 0.01 МДж -м-3;
для измерений при 15 °С — 0.03 МДж • м’ 3;
для измерений при 20 °С — 0,045 МДж м~3.
Для значения низшей теплоты сгорания весь водяной пар остается в газовой фазе и поэтому энтальпийный
эффект такого рода не рассматривается.
F.4 Влияние коэффициента сжимаемости
Существует третий эффект, влияние которого еще меньше, но. тем не менее, он должен учитываться. При
сутствие паров воды влияет на коэффициент сжимаемости смеси и. таким образом, изменяет значение объемной
теплоты сгорания реального газа. При 15 *С для типичного природного газа значение 2 при переходе от осушенного к
насыщенному состоянию меняется только на 0,0004 (от 0.9981 до 0,9977).
35