Оценка применимости уравнений состояния природного газа в области низких температур

Аннотация

В статье проведена оценка целесообразности расширения рабочего диапазона уравнений состояния природного газа в направлении низких температур. Проанализированы уравнения состояния природного газа и методы оценки коэффициента сжимаемости, закрепленные в современных национальных и международных стандартах. Показано, что область их применимости ограничена температурой 250 К, однако указанные ограничения по температуре не касаются непосредственно уравнений состояния, а обусловлены отсутствием достоверных сведений о значениях коэффициента сжимаемости природного газа при температуре ниже 250 К и методик расчета возникающих дополнительных погрешностей. Представлены результаты сравнения значений коэффициента сжимаемости природного газа в зависимости от температуры при давлениях 1, 3 и 6 МПа, рассчитанных по наиболее широко используемым уравнениям состояния (ГОСТ 30319-96 и ГОСТ 30319-2015: AGA8-92 (ГОСТ 30319.2-96), ГОСТ 8.662 (ISO 20765), ГОСТ 30319.3-2015, GERG 2004, GERG 91, NX 19, ГССД 118-05, ГСССД 113-03). Выявлено, что результаты расчета по рассмотренным методикам имеют удовлетворительную сходимость в диапазоне 220 К, что в целом подтверждает применимость современных уравнений состояния для низких температур. В свою очередь, анализ влияния допущений, применяемых в настоящее время при определении объемного расхода природного газа, на погрешность его измерения показал, что использование подстановочных значений сжимаемости при определении объема газа, приведенного к стандартным условиям, может приводить к возникновению существенной дополнительной систематической погрешности. Этот факт свидетельствует о целесообразности расширения базы данных значений коэффициента сжимаемости для природного газа, а также разработки стандарта для оценки величины соответствующей дополнительной погрешности.