ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ГАЗЫ ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ
РАСЧЕТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ,
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ И ЧИСЛА ВОББЕ
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе
Combustible natural gases. Calculation method for determination of calorific value, specific gravity and Wobbe index
Взамен ГОСТ 22667-77
* Переиздание (май 1997 г.) с Изменением № 1, утвержденным в августе 1992 г. (ИУС 11-92)
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 23 августа 1982 г. № 3333 срок введения установлен
Ограничение срока действия снято по решению Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
Настоящий стандарт устанавливает методы расчета высшей и низшей теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе сухих природных углеводородных газов по компонентному составу и известным физическим величинам чистых компонентов.
Стандарт не распространяется на газы, в которых фракция углеводородов С6+высшие превышает 0,1 %.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
1.1 . Теплоту сгорания газа объемную (высшую или низшую) вычисляют по компонентному составу и теплоте сгорания отдельных компонентов газа.
1.2 . Компонентный состав газа определяют хроматографическим методом по ГОСТ 23781-87 методом абсолютной калибровки. Определяют все компоненты, объемная доля которых превышает 0,005 %, кроме метана, содержание которого рассчитывают по разности 100 % и суммы всех компонентов.
1.1 , 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
1.3 . Теплоту сгорания ( Q ) высшую ( Q в ) или низшую (Qн) в МДж/м 3 (ккал/м 3 ) вычисляют по формуле
где Qi — теплота сгорания газа (высшая или низшая) i-го компонента газа (обязательное приложение);
Сi — доля i-го компонента в газе.
2.1 . Относительную плотность ( d ) вычисляют по формуле
где di — относительная плотность i-го компонента газа (обязательное приложение).
3.1 . Число Воббе ( W ) (низшее или высшее) в МДж/м 3 (ккал/м 3 ) вычисляют по формуле
4.1 . При расчетах допускается не учитывать теплоту сгорания и относительную плотность компонентов газа, значения которых менее 0,005 МДж/м 3 (1 ккал/м 3 ) и 0,0001 соответственно.
4.2 . Значение теплоты сгорания компонентов округляют до 0,005 МДж/м 3 (1 ккал/м 3 ), конечный результат округляют до 0,05 МДж/м 3 (10 ккал/м 3 ).
4.3 . Значение относительной плотности компонентов округляют до 0,0001, конечный результат — до 0,001 единиц относительной плотности.
4.4 . При записи результатов определения необходимо указывать температурные условия (20 или 0 °С).
Теплота сгорания газа, рассчитанная из последовательно выполненных двух анализов одного образца газа одним исполнителем, с использованием одного и того же метода и прибора, признается достоверной (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает 0,1 %.
Высшая и низшая теплота сгорания и относительная плотность * компонентов сухого природного газа при 0 °С и 101,325 кПа **
Обратите внимание на теплотворную способность (удельную теплоту сгорания) различных видов топлива, сравните показатели. Теплотворная способность топлива характеризует количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива массой 1 кг или объёмом 1 м³ (1 л). Наиболее часто теплотворная способность измеряется в Дж/кг (Дж/м³; Дж/л). Чем выше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше его расход. Поэтому теплотворная способность является одной из наиболее значимых характеристик топлива.
Удельная теплота сгорания каждого вида топлива зависит:
- От его горючих составляющих (углерода, водорода, летучей горючей серы и др.).
- От его влажности и зольности.
| Таблица 4 — Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов . | |||||||||
| Вид энергоносителя | Теплотворная способность | Объёмная плотность вещества (ρ=m/V) |
Цена за единицу условного топлива |
Коэфф. полезного действия (КПД) системы отопления, % |
Цена за 1 кВт·ч |
Реализуемые системы | |||
| МДж | кВт·ч | ||||||||
| (1Мдж=0.278кВт·ч) | |||||||||
| Электричество | — | 1,0 кВт·ч | — | 3,70р. за кВт·ч | 98% | 3,78р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), кондиционирование, приготовление пищи | ||
| Метан (CH4, температура кипения: -161,6 °C) |
39,8 МДж/м³ | 11,1 кВт·ч/м³ | 0,72 кг/м³ | 5,20р. за м³ | 94% | 0,50р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение | ||
| Пропан (C3H8, температура кипения: -42.1 °C) |
46,34 МДж/кг |
23,63 МДж/л |
12,88 кВт·ч/кг |
6,57 кВт·ч/л |
0,51 кг/л | 18,00р. за л | 94% | 2,91р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
| Бутан C4H10, температура кипения: -0,5 °C) |
47,20 МДж/кг |
27,38 МДж/л |
13,12 кВт·ч/кг |
7,61 кВт·ч/л |
0,58 кг/л | 14,00р. за л | 94% | 1,96р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
| Пропан-бутан (СУГ — сжиженный углеводородный газ) |
46,8 МДж/кг |
25,3 МДж/л |
13,0 кВт·ч/кг |
7,0 кВт·ч/л |
0,54 кг/л | 16,00р. за л | 94% | 2,42р. | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение |
| Дизельное топливо | 42,7 МДж/кг |
11,9 кВт·ч/кг |
0,85 кг/л | 30,00р. за кг | 92% | 2,75р. | Отопление (нагрев воды и выработка электричества – очень затратны) | ||
| Дрова (берёзовые, влажность — 12%) |
15,0 МДж/кг |
4,2 кВт·ч/кг |
0,47-0,72 кг/дм³ | 3,00р. за кг | 90% | 0,80р. | Отопление (неудобно готовить пищу, практически невозможно получать горячую воду) | ||
| Каменный уголь | 22,0 МДж/кг |
6,1 кВт·ч/кг |
1200-1500 кг/м³ | 7,70р. за кг | 90% | 1,40р. | Отопление | ||
| МАРР газ (смесь сжиженного нефтяного газа — 56% с метилацетилен-пропадиеном — 44%) | 89,6 МДж/кг |
24,9 кВт·ч/м³ |
0,1137 кг/дм³ | -р. за м³ | 0% | Отопление, горячее водоснабжение (ГВС), приготовления пищи, резервное и постоянное электроснабжение, автономный септик (канализация), уличные инфракрасные обогреватели, уличные барбекю, камины, бани, дизайнерское освещение | |||
Согласно таблице «Удельная теплота сгорания различных энергоносителей, сравнительный анализ расходов», пропан-бутан (сжиженный углеводородный газ) уступает в экономической выгоде и перспективности использования только природному газу (метану). Однако следует обратить внимание на тенденцию к неизбежному росту стоимости магистрального газа, которая на сегодняшний день существенно занижена. Аналитики предрекают неминуемую реорганизацию отрасли, которая приведёт к существенному удорожанию природного газа, возможно, даже превысит стоимость дизельного топлива.
Таким образом, сжиженный углеводородный газ, стоимость которого практически не изменится, остаётся исключительно перспективным – оптимальным решением для систем автономной газификации.
Теплотехнические характеристики горючих газов. Низшая теплота сгорания (теплотворная споcобность). Потребность в воздухе для сгорания. Объем продуктов горения. Плотность. Метан, Этан, Пропан, Бутан, Пентан, Этилен, Ацетилен, Окись углерода (угарный газ), Сероводород, Пропилен, Бутилен.