Расчет стандартного объема природного газа

Согласовывая технические проекты, у потребителей и проектировщиков возникают трудности, связанные с выбором корректного и подходящего для объекта счётчика.

Подбор газового счётчика на объект, завод или в квартиру задача тривиальная, но в то же время с нюансами, которые требуют помнить о них, либо найти варианты решения. Ошибки при процедуре подбора устройства учёта газа допускают не только потребители - проектировщики тоже ошибаются.

Часто проектировщики ошибаются при подборе газового счётчика, потому что счётчик подбирают по расходу, который идёт к потребителю. Это будет работать при условии давления до о 0,005 МПа в газопроводе не возникнет проблем. При установке прибора учёта на среднем или давлении до 1,2 МПа возникает следующая проблема: расход газа уменьшается кратно давлению с увеличением давления.

Для выражения зависимости объёма газа с температурой и давлением используются законы Гей-Люссака и Бойль-Мариотта.

Жозеф Луи Гей-Люссак открыл второй газовый закон об тепловом расширении газов, который расширил утверждения Д. Дальтона. Закон Дальтона гласит, что давление вместе взятых газов. не взаимодействующих химически друг с другом, равно сумме парциальных давлений каждого компонента по отдельности. При этом парциальное давление каждого из компонентов подчиняется уравнению Менделеева-Клапейрона.

Авторство первого газового закона принадлежит Роберту Бойлю. Первый газовый закон опубликовали в 1660 году, где Бойль на основе количественного эксперимента доказал "что давления газа обратно пропорционально объёму". 

Пятнадцать лет спустя Э. Мариотт подтвердил результаты экспериментов Роберта Бойля. Французский аббат Мариотт, который считается "столпом" физики во Франции пришёл к тем же выводам, при этом без опоры на работы Бойля.

Согласно закону Бойля-Мариотта, постоянно произведение давления и объёма газа при условии, что постоянна температура и масса газа.

Как рассчитать стандартный объём природного газа

Для этого используем следующую формулу:

Предлагаю разобраться, что есть что в приведённой выше формуле для позабывших школьную программу или кто не находил точные науки привлекательными для тщательного изучения.

Приступим!

P_с T_с - обозначение давления и температуры в стандартных условиях

V_р T_р P_р – обозначение объёма, температуры и давлениях в условиях работы

К – коэффициент сжимаемости

P_с = 101,325 кПа

T_с = 20°С

Для расчётов используйте Excel, входящий в стандартный пакет Microsoft Office, либо схожий по функционалу LibreOffice Calc.

Расчёты делают согласно двум формулам. Первая формула по ГОСТ Р 8.882-2015, что касается второй – принята согласно руководству по эксплуатации счётчика газа вихревого СВГ.М 311.00.00.000-01.

Согласно формуле по ГОСТ Р 8.740-2011 расчёт происходит следующим образом:

Давайте рассмотрим поподробнее расчёт, сделанный по ГОСТу, и разберёмся, что к чему.

Под Pаб понимается давление газа, которое было измерено датчиком давления, измеряется в Мпа;

P_и обозначается избыточное давление газа;

P_б это атмосферное давление, величина, которая является условно постоянной;

V_раб обозначается объём газа;

K – коэффициент сжатия газа;

T – температура газа, определяется температура измеряемого газа согласно следующей формуле:

T = 273.15 + t, в данной формуле t – температура газа, полученная путём измерений датчиком температуры.

Как подобрать счётчик на примере счётчика на базе RVG

Пример задачи с подбором счётчика на примере котельной

Потребителем газа выступает котельная;

Минимальный расход газа котельной составляет ~100 нм3/час, максимальный расход газа – ~1000 нм3/ч.

Избыточное давление в газопроводе: Ризб = 0.4Мпа

Согласно расчётам, получаем следующие результаты по расходам:

Минимальный расход при рабочих условиях 20,3 м3/час при условии избыточного давления в 0,4 Мпа при перерасчёте при следующих параметрах согласно ГОСТ 2939-63:

• Температура равна 20 градусам по Цельсию;
• Давление составляет 760 мм ртутного столба;
• Влажность равна нулю.

В результате получим 100 м3/час – расход, фигурирующий в проекте и который потребляется объектом.

При рабочих условиях 202,3 м3./час при условии избыточного давления в 0,4 мПа при перерасчёте на нм3/ч будет 1000 м3/час.

Опираясь на информацию из технического паспорта, останавливаемся на счётчике RVG G160 с диапазоном в 13-250 м3/час.

Решение проще:

Источник потребления газа – условная котельная.

Q_min = 100 нм3/час;
Q_man= 1000 нм3/час.

Избыточное давление газа в месте установки счётчика:

P_изб = 4 кг/см2

1. Решается следующим образом:

Рабочий расход газа определяется по следующей формуле:

Q_р = Q : P_абс

Где Q – расход газа в стандартных условиях, [/ч]

P_абс – абсолютное давление газа в газопроводе

P_абс - P_изб | P_атм

P_абс = 4+1-5 кГс/см2

 

2. Минимальное значение PQmin и максимальное значение PQmax расхода газа при рабочих условиях будут составлять:

PQ_min = 100:5 = 20м3 / час

PQ_man = 1000:5 = 200м3 / час