Norma Española UNE-EN ISO 6976 Junio 2017 Gas natural Cálculo del poder calorífico, densidad, densidad relativa e índice de Wobbe a partir de la composición (ISO 6976:2016) Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico CTN 60 Combustibles gaseosos e instalaciones y aparatos de gas, cuya secretaría desempeña SEDIGAS. Asociación Española de Normalización Génova, 6-28004 Madrid 915 294 900 info@une.org www.une.org
UNE-EN ISO 6976 Gas natural Cálculo del poder calorífico, densidad, densidad relativa e índice de Wobbe a partir de la composición (ISO 6976:2016) Natural gas. Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe indices from composition (ISO 6976:2016). Gaz naturel. Calcul des pouvoirs calorifiques, de la masse volumique, de la densité relative et des indices de Wobbe à partir de la composition (ISO 6976:2016). Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN ISO 6976:2016, que a su vez adopta la Norma Internacional ISO 6976:2016. Esta norma anula y sustituye a la Norma UNE-EN ISO 6976:2005. Las observaciones a este documento han de dirigirse a: Asociación Española de Normalización Génova, 6 28004 MADRID-España Tel.: 915 294 900 info@une.org www.une.org Depósito legal: M 18864:2017 UNE 2017 Publicado por AENOR Internacional, S.A.U. bajo licencia de la Asociación Española de Normalización. Reproducción prohibida
Índice Prólogo europeo... 6 Declaración... 6 Prólogo... 7 0 Introducción... 8 1 Objeto y campo de aplicación... 8 2 Normas para consulta... 9 3 Términos y definiciones... 9 4 Símbolos y unidades... 13 4.1 Cantidades... 13 4.2 Subíndices... 14 4.3 Superíndices... 14 5 Principios... 14 6 Comportamiento de los gases ideales y reales... 16 6.1 Entalpía de combustión... 16 6.2 Cálculo del factor de compresión... 16 7 Cálculo del valor molar del poder calorífico... 17 7.1 Poder calorífico superior... 17 7.2 Poder calorífico inferior... 17 8 Cálculo del valor másico del poder calorífico... 18 8.1 Poder calorífico superior... 18 8.2 Poder calorífico inferior... 19 9 Cálculo del valor volumétrico del poder calorífico... 19 9.1 Valor de poder calorífico superior del gas ideal... 19 9.2 Valor del poder calorífico inferior del gas ideal... 19 9.3 Valor del poder calorífico superior del gas real... 20 9.4 Poder calorífico inferior gas real... 20 10 Cálculo de las propiedades asociadas... 21 10.1 Densidad relativa gas ideal... 21 10.2 Densidad del gas ideal... 21 10.3 Índice de Wobbe superior del gas ideal... 21 10.4 Índice de Wobbe inferior del gas ideal... 22 10.5 Densidad relativa del gas real... 22 10.6 Densidad del gas real... 23 10.7 Índice de Wobbe superior del gas real... 23 10.8 Índice de Wobbe inferior del gas real... 23 11 Incertidumbres de cálculo... 23 11.1 Principios... 23 11.2 Fórmulas para el método analítico... 24 11.3 Entradas para el método analítico... 25 11.3.1 Composición e incertidumbres composicionales... 25 11.3.2 Entradas no composicionales... 26 11.4 Incertidumbre expandida... 27
11.5 Expresión de los resultados... 27 11.5.1 Generalidades... 27 11.5.2 Método analítico... 27 11.5.3 Método genérico... 27 11.5.4 Método de contingencia... 28 11.6 Aplicación de la incertidumbre... 28 12 Tablas de datos... 29 Anexo A (Normativo) Valores de las constantes auxiliares... 35 Anexo B (Normativo) Fórmulas para los cálculos de la incertidumbre... 37 Anexo C (Informativo) Factores de conversión... 42 Anexo D (Informativo) Ejemplos de cálculos... 44 Bibliografía... 67 1 Objeto y campo de aplicación Este documento define los métodos para el cálculo del poder calorífico superior, del poder calorífico inferior, de la densidad, de la densidad relativa y del índice de Wobbe de los gases naturales secos, de mezclas gaseosas sustitutas del gas natural y de otros combustibles gaseosos, cuando se conoce la composición del gas en fracción molar. Los métodos proporcionan medios para el cálculo de las propiedades de la mezcla gaseosa en las condiciones métricas de referencia utilizadas normalmente. Las fracciones molares por definición suman la unidad. En las Normas ISO 6974-1 e ISO 6974-2 aparece una guía para el cálculo de estos requisitos mediante análisis por cromatografía. Los métodos de cálculo requieren valores de varias propiedades físicas de los componentes puros; estos valores, junto con las incertidumbres apropiadas, se incluyen en tablas especificándose la procedencia de sus fuentes. Se proporcionan métodos para estimar la precisión de las propiedades calculadas. Los métodos de cálculo de estas propiedades, en base molar, másica o volumétrica, son aplicables a cualquier gas natural, a mezclas gaseosas sustitutas del gas natural u otros combustibles que están normalmente en estado gaseoso, excepto que para el cálculo de las propiedades en base volumétrica, los métodos se limitan a mezclas para las que el factor de compresión en las condiciones de referencia es superior a 0,9. En el anexo D se incluyen ejemplos de cálculo para los métodos de cálculo recomendados. NOTA 1 Los calificativos "superior", "más alto" y "total" son, para los fines de este documento, sinónimos de "superior"; igualmente "más bajo" y "neto" son sinónimos de "inferior". El término "poder de calentamiento" es sinónimo de "poder calorífico"; "densidad másica" y "densidad específica" es sinónimo de "densidad", "gravedad específica" es sinónimo de "densidad relativa"; "número de Wobbe" es sinónimo de "índice de Wobbe"; "factor de compresiblidad" es sinónimo de "factor de compresión". El peso molecular de cantidad adimensional es numéricamente igual a la masa molar en kgkmol -1. NOTA 2 No existen límites explícitos de la composición a la que son aplicables los métodos descritos en este documento. Sin embargo, la restricción de los cálculos en base volumétrica a las mezclas con un factor de compresión superior a 0,9 en las condiciones de referencia establece límites implícitos en la composición.
NOTA 3 Debido a que la fracción molar del agua presente no está disponible normalmente a partir del análisis cromatográfico, es práctica común calcular las propiedades físicas sobre la base de un gas seco y tener en cuenta los efectos del vapor de agua en un procedimiento independiente. Sin embargo, si se conoce la fracción molar del vapor de agua entonces se puede realizar el cálculo de las propiedades completamente de acuerdo con los procedimientos descritos aquí. Los efectos del vapor de agua sobre el poder calorífico medido directamente o calculado, se exponen en el Informe Técnico ISO/TR 29922. NOTA 4 Para hidrocarburos alifáticos de número de carbono 7 o superior, cualquier isómero presente se incluye con el isómero normal del mismo número de carbono. NOTA 5 Si los requisitos del usuario incluyen la sustitución de, por ejemplo, un agrupamiento C6+ o C7+ de componentes no resueltos analíticamente por un seudo-componente individual, entonces es tarea propia del usuario establecer la composición de la fracción molar, y por consiguiente las propiedades, de este seudo-componente para que sea apto para el propósito en la aplicación particular. Todos los denominados como agua espectador y sulfuro de hidrógeno no combustible se tratan como seudo-componentes ajustando los valores de entalpía de combustión a cero. 2 Normas para consulta Los documentos indicados a continuación, en su totalidad o en parte, son normas para consulta indispensables para la aplicación de este documento. Para las referencias con fecha, solo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición (incluida cualquier modificación de esta). ISO 6974-1, Gas natural. Determinación de la composición y de la incertidumbre asociada por cromatografía de gases. Parte 1: Directrices generales y cálculo de la composición. ISO 6974-2, Gas natural. Determinación de la composición y de la incertidumbre asociada por cromatografía de gases. Parte 2: Cálculos de la incertidumbre. ISO 14912:2003, Análisis de gases. Conversión de datos de la composición de mezclas gaseosas.