Gaz naturel — Calcul des pouvoirs calorifiques, de la masse volumique, de la densité relative et des indices de Wobbe à partir de la composition

L'ISO 6976:2016 décrit des méthodes pour le calcul des pouvoirs calorifiques supérieur et inférieur, de la masse volumique, de la densité relative, des indices de Wobbe supérieur et inférieur de gaz naturels, de substituts du gaz naturel et d'autres combustibles gazeux, lorsque la composition du gaz par fraction molaire est connue. Les méthodes spécifiées permettent de calculer les propriétés du mélange de gaz dans des conditions de référence généralement utilisées.

Pour les besoins de ce document, la somme des fractions molaires données doit correspondre à l'unité exacte. L'ISO 6974‑1 et l'ISO 6974‑2 donnent des préconisations pour satisfaire à cette exigence. Tous les constituants dont la fraction molaire est supérieure à 0,00005 doivent être comptabilisés.

Les méthodes de calcul exigent des valeurs pour différentes propriétés physiques des constituants purs; ces valeurs ainsi que les incertitudes associées sont consignées dans des tableaux et leurs sources sont identifiées.

Des méthodes sont données pour estimer les incertitudes des propriétés calculées.

Les méthodes de calcul des valeurs des propriétés, qu'elles reposent sur une base molaire, massique ou volumétrique, sont applicables à tout gaz naturel, substitut de gaz naturel ou à tout autre combustible habituellement gazeux, à l'exception que dans le cas des propriétés calculées sur une base volumétrique la méthode se limite aux mélanges dont le facteur de compression est supérieur à 0,9 dans les conditions de référence.

L'Annexe D donne des exemples de calcul pour les méthodes de calcul recommandées.

NOTE 1 Pour les besoins de la présente Norme internationale, les qualificatifs «supérieur», «élevé», «plus haut» et «total» sont synonymes de «brut»; de la même façon, «inférieur» et «bas» sont synonymes de «net». Les termes «masse volumique» et «masse spécifique» sont synonymes; le terme «poids spécifique» est synonyme de «densité relative»; le terme «nombre de Wobbe» est synonyme d'«indice de Wobbe»; le terme «facteur de compressibilité» est synonyme de «facteur de compression». Le poids moléculaire d'une grandeur sans dimension est numériquement équivalent à la masse molaire en kg·kmol⁻¹.

NOTE 2 Pour les hydrocarbures aliphatiques dont le nombre d'atomes de carbone est supérieur ou égal à 7, il convient d'inclure à l'isomère linéaire comportant le même nombre d'atomes de carbone tout isomère présent à une fraction molaire supérieure à 0,000 05.

NOTE 3 Si l'utilisateur a pour exigence de remplacer, par exemple, un groupement C6+ ou C7+ de constituants non résolus de manière analytique par un pseudo-constituant unique, alors il doit se charger de définir lui-même la composition de la fraction molaire et, par conséquent, les propriétés de ce pseudo-constituant, afin d'en garantir l'adéquation avec l'application concernée. L'«eau inerte» et le «sulfure d'hydrogène non combustible» ainsi nommés peuvent également être traités en tant que pseudo-constituants, en attribuant une valeur nulle aux valeurs d'enthalpie de combustion appropriées.

NOTE 4 Il n'existe pas de limites de composition explicites auxquelles les méthodes décrites dans la présente Norme internationale sont applicables. Toutefois, des limites de composition sont implicitement établies par la limitation des calculs sur une base volumétrique aux mélanges dont le facteur de compression est supérieur à 0,9 dans les conditions de référence.

NOTE 5 Étant donné que la fraction molaire de toute forme d'eau présente ne s'obtient habituellement pas à partir de l'analyse chromatographique, il est courant de calculer les propriétés physiques sur la base d'un gaz sec et de considérer les effets de la vapeur d'eau dans une procédure à part. Cependant, si la fraction molaire de la vapeur d'eau est connue, alors les calculs des propriétés peuvent être intégralement effectués selon les procédures décrites dans cette norme. Les effets de la vapeur d'eau sur le pouvoir calorifique, que ce dernier soit directement mesuré ou calculé, sont commentés dans l'ISO/TR 29922.