ГОСТ 27193-86

Група B19

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГАЗЫ ГОРЮЧИЕ ПРИРОДНЫЕ

гост
Метод определения теплоты сгорания водяным калориметром 27193—86
Natural combustible gases. Взамен
Method for determination of calorific value with water calorimeter ГОСТ 22387.1—77
MKC 75.060
OKCTY 0271

Постановлением Государственного комитета CCCP по стандартам от 26 декабря 1986 г. № 4544 дата введения
установлена
01.01.88

Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 27.08.92 № 1036

Настоящий стандарт устанавливает метод определения водяным калориметром высшей (Q,) и
низшей (О, ) теплоты сгорания.

1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА

Определение теплоты сгорания заключается в непрерывном сжигании в калориметре измеренно-
го объема газа и ‘измерении вылелившегося тепла, поглощаемого непрерывно протекающим потоком
воды. На основе измеренных данных вычисляют высшую теплоту сгорания (Q,) природного газа.

Для определения низшей теплоты сгорания (0) измеряют объем конденсата водяного пара,
получаемого при сгорании газа. На основе этого вычисляют теплоту конденсации.

‘Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3360—81.

2. ОТБОР ПРОБ

Пробы природного газа отбирают из пробоотборной линии, соединяющей калориметр с газопро-
водом, или из пробоотборника в соответствии с ГОСТ 18917—82.

3. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

Лабораторный водяной калориметр (чертеж), включающий:

теплообменник с увлажнителем воздуха;

водяной газовый счетчик с погрешностью измерения не более | %;

предварительный мембранный регулятор для газового давления свыше 0,80 кПа;

мембранный регулятор давления высокой чувствительности;

горелку с головкой для нормального или высококалорийного газа;

комплект сопел горелок диаметром от 1,6 до 2,4 мм в соответствии с табл. 1;

три термометра для измерения температуры воды с ценой деления 0,1 "С и диапазоном измерения
or 5 "С до 20°C, от 15 °С до 30°C иот25 "С до 40 °С;

термометр для измерения температуры отходящих газов с ценой деления | °С и диапазоном
измерения от 0 °С до 100°C;

цилиндр измерительный вместимостью 100 см*для сбора конденсационной воды.

Допускается применять лабораторный калориметр другого типа, обеспечивающий результаты
испытаний в пределах погрешности данного метода.

Сосуд для сбора воды вместимостью 5 или 10 дм.

Издание официальное 'Перепечатка воспрещена
Переиздание.

112825 81

С. 2 ГОСТ 27193—86

1 — тазоподвод; 2 — водопровод: 3 - газовый счетчик: 4 — мембранный регулятор давления высокой чувстпительноси

$- увлажнитель воздуха: 6 — вентиль для регузировамии воды: 7 ~ переливной бак для воды: 8, 9 — термометр дли

измерения температуры воды на выходе: 20 — треххоловый хран для нагретой валы; JJ — теплообменник: 12 — термо-

метр дли измерения температуры отходящих газов: IF — выпускной narpyGox конденсата: 14 — шланг газоной горелки;
15 — газовая горелка

Таблица 1 Весы коромысловые и настольные с
пределом взвешивания 5 или 10 кг.
Номер Максимальное значение Днаметр к. 6) ii
ena Q,. Manin? К hale i омплект калиброванных гирь Maccoi
до | кг.
3 17.0 Гири калиброванные массой I кг (1 шт.),
з 21,0 2 kr (2 шт.), 5 кг (1 шт.).
a rat Секундомер с ценой деления 0.1 или
7 0,2 с.
7 35,0 Термометр с ценой деления 0,5 *С для

измерения комнатной температуры.
Барометр анероид или ртутный.
Пробки резиновые со сквозным отверстием для термометров.
Трубки соединительные (шланги) для газа и воды.

4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1. Калориметр устанавливают в светлом, свободном от сквозняка отапливаемом помещении,
вдали от источника тепла. Все термометры и газовый счетчик должны быть хорошо видны и прямые
солнечные лучи и другие виды тепла не должны попадать на приборы и калориметр. Температура в
помещении должна быть 15 “C — 30°C. Во время измерения допускается колебание температуры +1 “С.

Установку и эксплуатацию калориметра осуществляют в соответствии с инструкцией по эксплу-

атации.
82

ГОСТ 27193—86 С.3

4.2. Для теплообмена берут воду из водопроводной сети или из водяного бака, расположен-
ного выше калориметра. Разность температур воды и воздуха в помещении должна быть не более
3 *С — 5*С. При колебаниях давления воды в водопроводе воду следует брать из водяного бака.

4.3. С помошью предварительного регулятора давления перед калориметром устанавливают избы-
точное давление испытуемого газа от 0,20 до 0,80 кПа.

4.4. В зависимости от ожидаемой высшей теплоты сгорания испытуемого газа параметры горелки
должны соответствовать указанным в табл. |-

Окончательный выбор сопла горелки зависит от тепловой нагрузки калориметра.

При испытании газа с теплотой сгорания 55 МДж/м№ и выше применяют горелки специальной
конструкции.

4.5. Термометры на теплообменнике устанавливают с помощью резиновых пробок на 80 мм ниже
верхней поверхности встроенных патрубков теплообменника, причем они не должны касаться дна
встроенной ГИЛЬЗЫ. Для измерения температуры воды на входе и выходе из теплообменника берут
термометры, ртутный столбик которых вне темлообменника имеет одинаковую высоту.

Для измерения температуры отходящего газа термометр помешают в середину патрубка с отходя-
щим газом.

4.6. Газовый счетчик регулировкой ножного винтика с помощью уровня устанавливают верти-
кально и наполняют водой комнатной температуры до маркировки водослива.

4.7. Для проверки герметичности газовую систему калориметра заполняют испытуемым газом в
количестве, соответствующем лвум оборотам стрелки газового счетчика. Систему считают герметич-
ной, если при закрытых на входе и выходе кранах падение давления газа на газовом счетчике по
истечении 5 мин не превышает 30 Па.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1. Подключают воду к теплообменнику. Приток воды должен быть таким, чтобы увлажнитель
воздуха постоянно находился под водой. Воду из теплообменника и увлажнителя воздуха отводят в
систему сточных вод.

Не допускается сливать воду из патрубка для конденсационной воды.

Зажигают газ на газовой горелке, находящейся вне теплообменника. Расход газа устанавливают с
помошью установочного винта на регуляторе давления высокой чувствительности с погрешностью не
более 10 % (табл. 2).

Таблица 2
Ожилземая теалота сгорания Время протекания | au! Ориентировочный объем
0.. Mibx/n? таза. с сжигаемого газа, дм?
17,0 13,0 10
21,0 16,5 0
25,0 19,5 10
29,5 23.0 5
33,5 26.0 5
37.5 29,5 5
42.0 32,5 5
460 36.0 5

Регулируя подачу воздуха, необходимо получить пламя с четким сине-зеленым ядром. После
освобождения камеры сгорания теплообменника от остатков газа горелку устанавливают в нижнюю
часть теплообменника.

Расход газового и водного потоков на калориметр следует устанавливать по табл. 3.

Таблица 3
Дизпазон Оптимальное
hia lid значений значение

Повышение температуры воды (разность между температурой воды на

входе и выходе калориметра), "С Or Ю до 12 10
Номинальная термическая нагрузка калориметра, МДж/ч Or 3,8 до 4,6 4,2
Массовый поток воды в теплообменнике, кг/мин От 1.45 до 1,55 1,5
Массовый поток воды увлажнителя воздуха, кг/мин Or 1,0 до 2,0 1,5
Разность температур отхолящего из калориметра газа и воды, входящей

в него, °С Or 0 до 2,5 1,5

ue 83

С. 4 ГОСТ 27193—86

Разность температур воды регулируют вентилем.

5.2. Для определения низшей теплоты сгорания (Q,) при пересечении стрелкой газового счетчика
нулевой отметки сухой и взвешенный измерительный нилиндр ставят под патрубок для сбора конден-
сационной воды и записывают показания счетчика.

Одновременно определяют и записывают приведенные в табл. 4 параметры.

Таблица 4

Параметр Обозначение ан
измерения
Атмосферное давление воздуха по барометру, Па Py +15
Температура на термометре барометра. "С ly 20,5
Давление газа в газовом счетчике, Па P 210
Температура газа в газовом счетчике, °С f, 20,5
Macca измерительного цилиндра для конденсата, г т, 20,5
Macca сосуда для сбора воды, г my zl

5.3. Для определения высшей теплоты сгорания (Q,) при пересечении стрелкой газового счетчика
нулевой отметки воду из теплообменника трехходовым краном направляют в сосуд для сбора воды. Во
время сбора воды через равные промежутки времени проводят 10 измерений температуры воды на
входе и выходе из теплообменника с погрешностью не более 0,01 °C. После прохождения через тепло-
обменник объема газа, приведенного в табл. 2, треххоловой кран переключают в исходное положение.

Для определения высшей теплоты сгорания проводят три серии измерений. После окончания
каждой серии измерений объем собранной воды взвешивают с погрешностью не более | г.

Для измерения низшей теплоты сгорания сбор конденсата прекращают после прохождения через
газовый счетчик от 30 до 60 дм* газа и взвешивают измерительный цилиндр с конденсатом с погреш-
ностью не более 0,5 г.

После прекращения испытания необходимо вынуть из теплообменника газовую горелку, после
чего отключить газ и воду.

Значения величин, полученных по температурам воды на входе и выходе из калориметра в
каждой серии измерений, используют для вычисления среднеарифметического значения температур с
учетом поправки термометра.

Разность исправленных средних значений принимают за разность температур воды (AZ).

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1. Высшую теплоту сгорания испытуемого газа (О, 5. .¢), МДжАе, при температуре 20 °С и
давлении 101.325 кПа вычисляют по формуле

4187 т.м

Ост Ty

Ser @
где 4,187 — удельная теплоемкость воды, Дж/г . “С;

т, — масса собранной волы, г;

АГ — средняя разность температур воды на выходе и входе калориметра, °С;

И — объем газа, сгорающий во время сбора волы, измеренный газовым счетчиком, дм;

„Л, — коэффициент поправки калориметра для высшей теплоты сгорания; определяют при ка-

либровке калориметра, как указано в приложении 1;
J, — коэффициент поправки к показаниям газового счетчика; определяют при испытании

газового счетчика с учетом погрешности его показаний в процентах по формулам:
при отрицательной погрешности показаний F

Д=1+0,01. Е; Q)

при положительной погрешности показаний F