ГОСТ Р 71114-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Система стандартов реализации климатических проектов. Методика расчета массового расхода парникового газа в газовом потоке
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 23.11.2023 № 1466-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.06.2024.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 ноября 2023 г. № 1466-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМА СТАНДАРТОВ РЕАЛИЗАЦИИ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ
МЕТОДИКА РАСЧЕТА МАССОВОГО РАСХОДА ПАРНИКОВОГО ГАЗА В ГАЗОВОМ ПОТОКЕ
System of standards for implementing climate projects. Tool to determine the mass flow of a greenhouse gas in a gaseous stream
13.020.20
Дата введения 1 июня 2024 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным автономным учреждением «Научно-исследовательский институт „Центр экологической промышленной политики“ (ФГАУ „НИИ „ЦЭПП“) совместно с Обществом с ограниченной ответственностью „НИИ экономики связи и информатики „Интерэкомс“ (ООО „НИИ „Интерэкомс“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 020 «Экологический менеджмент и экономика»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 ноября 2023 г. № 1466-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
Настоящий стандарт разработан на основе международных методических указаний «TOOL08. Methodological tool: Tool to determine the mass flow of a greenhouse gas in a gaseous stream. Version 03.0» («Методика № 8: Методика количественного определения массового расхода парниковых газов в газовом потоке. Версия 03.0»).
1 Область применения
Настоящий стандарт представляет собой методическое руководство для количественного определения массового расхода парниковых газов в газовом потоке.
Настоящий стандарт описывает процедуры для определения показателя, приведенного в таблице 1.
| Параметр | Ед. изм. СИ | Описание |
|---|---|---|
| Fi,t | кг/ч | Массовый расход парникового газа i (CO2, CH4, N2O, SF6 или ПФУ) в газовом потоке за интервал времени t |
Для расчета массового расхода определенного парникового газа измеряются следующие параметры:
а) общий объемный или массовый расход газового потока;
б) объемная доля парникового газа в газовом потоке,
в) состав газа и содержание воды.
Расход и объемная доля могут быть измерены как в сухом, так и во влажном газе. В стандарте описываются все возможные сочетания измерений в шести вариантах расчета для оценки массового расхода того или иного парникового газа (варианты A - F представлены в таблице 2).
Дополнительные указания по расчету массового расхода метана в биогазе представлены в приложении А.
Типичные области применения данного стандарта — методики, по которым измеряются расход и состав остаточных, факельных или дымовых газов для определения выбросов базовой линии и по проекту.
В методиках, в которых рассматривается только CO2, следует применять материальные балансы для определения расхода и можно не использовать настоящий стандарт, поскольку расчет материального баланса — это более экономичный способ контроля расхода CO2.
Базовая методология должна определять:
газовый поток, к которому применим стандарт;
- для каких парниковых газов следует применять стандарт;
- за какие временные интервалы будет определяться массовый расход;
- ситуации, когда упрощение, предлагаемое для расчета молекулярной массы газового потока [см. формулы (3) или (17)], применять нельзя (например, когда газовый поток состоит преимущественно из газа, отличного от N2).
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 абсолютная влажность: Отношение массы H2O (газообразной фазы) в газе к массе сухого газа.
2.2 на сухую массу: Параметр, не учитывающий наличие H2O в газе.
2.3 газовый поток: Смесь газообразных компонентов, которая может содержать различные доли N2, CO2, O2, CO, H2, CH4, N2O, NO, NO2, SO2, SF6, ПФУ и H2O в газообразной фазе, с абсолютным давлением ниже 10 атм или 1,013 МПа <1>.
<1> Это условие необходимо, поскольку в расчетах предполагается, что газовый поток ведет себя как идеальная бинарная смесь водяного пара и идеального газа. Если газовый поток содержит большие доли других газов, таких как углеводороды за исключением метана или гидрофторуглеродов, газ не может считаться идеальной газовой смесью. При среднем давлении газы будут вести себя как идеальные.
Примечание - В смеси также могут присутствовать другие газы (например, углеводороды) при условии, что их общая концентрация составляет менее 1% (об./об.) <2> всех газов. Расчеты на сухую массу исключают наличие H2O, расчеты на рабочую (влажную) массу потока включает влагу H2O.
<2> Для свалочного газа и дымовых газов от термического окисления с использованием природного газа предполагается, что общая концентрация прочих газов не превышает 1% от общего объема.
2.4 влажность: Концентрация H2O по массе H2O (газообразная фаза) на объем сухого газа при нормальных условиях, выраженная в мг H2O/м3 сухого газа.
2.5 нормальные условия: Условия, при которых температура 0 °C (273,15 К, 32 F) и 1 атм [101,325 кН/м2, 101,325 кПа, 14,69 абс. давления в фунтах на квадратный дюйм (psia), 29,92 дюйма рт. ст., 760 мм рт. ст.].
2.6 абсолютная влажность: Максимальное количество H2O (газообразной фазы), которое может содержаться в газе при заданной температуре и давлении, выражаемое как отношение массы H2O к массе сухого газа.
2.7 на рабочую [влажную] массу: Параметр, учитывающий наличие H2O в газе.
2.8 базовая методология (в климатических проектах): Основные принципы, подходы или методы, которые используются как основное руководство при разработке и реализации проекта.
1 Базовая методология может включать в себя технические, научные, экономические и организационные аспекты проекта.
2 Базовая методология определяет фундаментальные принципы, на которых строится проект, и обычно включает в себя следующие элементы:
- анализ и оценку выбросов парниковых газов — определение и измерение исходных выбросов, чтобы иметь точную базу для измерения снижения;
- технологические решения — определение технологий, процессов и методов, которые будут использоваться для снижения выбросов;
- мониторинг и отчетность — установление системы мониторинга и отчетности, для отслеживания прогресса в снижении выбросов и обеспечения прозрачности перед заинтересованными сторонами.
2.9 парниковый газ; ПГ: Газообразная составляющая атмосферы как природного, так и антропогенного происхождения, которая поглощает и испускает инфракрасное излучение, исходящее от земной поверхности, атмосферы и облаков.
1 Перечень ПГ см. в последнем Оценочном Докладе Межправительственной рабочей группы по оценке изменений климата (IPCC).
2 Водяной пар и озон являются как антропогенными, так и природными парниковыми газами, но они не включены в перечень признанных ПГ из-за трудностей, в большинстве случаев связанных с выделением антропогенной составляющей глобального потепления, обусловленной их присутствием в атмосфере.
3 Методики измерения
Расход парникового газа i в газовом потоке Fi,t определяются через измерение его расхода и объемной доли в газовом потоке. В таблице 2 приведены разные способы проведения этих измерений и соответствующие варианты расчета величины Fi,t. Описание данных и параметров, не подлежащих мониторингу, приведено в таблицах 3 - 8.
| Вариант | Расход газового потока | Объемная доля |
|---|---|---|
| A | Объемный расход — на сухую массу | На сухую или рабочую массу <1> |
| B | Объемный расход — на рабочую массу | На сухую массу |
| C | Объемный расход — на рабочую массу | На рабочую массу |
| D | Массовый расход — на сухую массу | На сухую или рабочую массу |
| E | Массовый расход — на рабочую массу | На сухую массу |
| F | Массовый расход — на рабочую массу | На рабочую массу |
<1> Для влажного газового потока проведение измерения потока на сухой основе невозможно в пределах разумных затрат, поэтому показания объемной доли в анализаторах на влажной и сухой основе будут одинаковыми и оба типа могут использоваться для расчетов по вариантам A и D.
Участники проекта обязаны указать выбранный вариант в проектно-технической документации. Величину Fi,t определяют согласно алгоритму и указаниям, описанным ниже для каждого варианта.
3.1 Определение абсолютной влажности газового потока
Абсолютная влажность является параметром, используемым в вариантах B и E. Ее можно определить, измерив влажность (вариант 1) или приняв газовый поток за сухой или насыщенный в упрощенном консервативном подходе (вариант 2). Участники проекта должны указать выбранный вариант в проектно-технической документации.
3.1.1 Вариант 1 — расчет с использованием измерения влажности
Этот вариант представляет собой процедуру определения абсолютной влажности газового потока m_{H_{2}O,t,db} по измерениям влажности газа согласно уравнению (1). Абсолютную влажность газового потока в интервале времени t на сухую массу mабс сух.t, кг H2O/кг сухого газа, рассчитывают по уравнению
m_{\text{абс}.\text{сух}.t} = \frac{C_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.}}{10^{6} \cdot \rho_{t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.}} , (1)
где C_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.} — влажность газового потока в интервале времени t на сухую массу при нормальных условиях, мг H2O/м3 сухого газа;
\rho_{t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.} — плотность газового потока за интервал времени t на сухую массу при нормальных условиях, мг H2O/м3 сухого газа.
Плотность газового потока за интервал времени t на сухую массу при нормальных условиях \rho_{t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.} , мг H2O/м3 сухого газа, рассчитывают по уравнению
\rho_{t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.} = \frac{\text{Р}_{\text{н}.\text{у}.} \cdot MM_{t,\text{сух}.}}{R \cdot T_{\text{н}.\text{у}.}} , (2)
где Pн.у. — абсолютное давление при нормальных условиях, Па;
Tн.у. — температура при нормальных условиях, К;
MMt,сух. — молярная масса газового потока за интервал времени t на сухую массу, кг сухого газа/кмоль сухого газа;
R — универсальная газовая постоянная, Па·м3/кмоль·К.
Молярную массу газового потока на сухую массу за интервал времени t MMt,сух., кг сухого газа/кмоль сухого газа, рассчитывают по уравнению
MM_{t,\text{сух}.} = \sum_{k} (v_{k,t,\text{сух}.} \cdot MM_{k}) , (3)
где vk,t,сух. — объемная доля газа k в газовом потоке за интервал времени t на сухую массу, м3 газа k/м3 сухого газа;
MMk — молярная масса газа k, кг/кмоль;
k — все газы, кроме H2O, содержащиеся в газовом потоке (например, N2, CO2, O2, CO, H2, CH4, N2O, NO, NO2, SO2, SF6 и ПФУ). См. возможное упрощение ниже.
Определение молекулярной массы газового потока MMt,сух. требует измерения объемной доли всех газов k в газовом потоке. Однако для упрощения учитывается объемная доля только тех газов k, которые являются парниковыми и учитываются при расчете сокращения выбросов в базовой методологии, а разницу до 100% можно считать чистым азотом. Данное упрощение не применимо, если в базовой методологии используется иное допущение.
3.1.2 Вариант 2 — упрощенный расчет без измерения влажности
Данный вариант предусматривает простой и консервативный подход к определению абсолютной влажности за счет допущения, что газовый поток является сухим или насыщенным в зависимости от того, какой из данных вариантов считается более консервативным <1>.
<1> Допущение, что газовый поток насыщен, является консервативным для ситуации, когда массовый расход парникового газа i недооценивается, занижается (применимо для расчета выбросов базовой линии). И наоборот, предположение, что газовый поток сухой, является консервативным для ситуации, когда парниковый газ i переоценивается, завышается (применимо для расчета проектных выбросов).
Если консервативно считать, что газовый поток сухой, то m_{H_{2}O,t,\text{сух}.} принимается равным нулю. Если консервативно считать, что газовый поток насыщен, то m_{H_{2}O,t,\text{сух}.} принимается равным абсолютной влажности насыщения m_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{насыщ}.} и вычисляется по формуле
m_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{насыщ}.} = \frac{\text{р}_{H_{2}O,t,\text{насыщ}.} \cdot MM_{H_{2}O}}{(P_{t} - p_{H_{2}O,t,\text{насыщ}.}) \cdot MM_{t,\text{сух}.}} , (4)
где m_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{насыщ}.} — абсолютная влажность насыщения за интервал времени t на сухую массу, кг H2O/кг сухого газа;
p_{H_{2}O,t,\text{насыщ}.} — давление насыщения H2O при температуре Tt в интервале времени t, Па;
Tt — температура газового потока в интервале времени t, К;
Pt — абсолютное давление газового потока в интервале времени t, Па;
MM_{H_{2}O} — молярная масса H2O, кг H2O/кмоль H2O;
MMt,сух. — молярная масса газового потока за интервал времени t на сухую массу, кг сухого газа/кмоль сухого газа.
Параметр MMt,сух. оценивается с использованием формулы (3).
3.1.2.1 Вариант A
Измерение расхода на сухую массу невозможно для влажного газового потока. Поэтому чтобы использовать этот вариант, необходимо доказать, что газовый поток является сухим. Для этого есть два способа:
а) измерить влажность газового потока C_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}} и продемонстрировать, что ее значение меньше или равно 0,05 кг H2O/м3 сухого газа;
б) продемонстрировать, что температура газового потока Tt ниже 60 °C (333,15 К) в точке измерения расхода.
Если невозможно доказать, что газовый поток сухой, то следует принять, что измерение расхода производится на рабочую (влажную) массу, и применять соответствующий вариант из таблицы 2.
Массовый расход парникового газа i Fi,t рассчитывается по уравнению
F_{i,t} = V_{t,\text{сух}.} \cdot v_{i,t,\text{сух}.} \cdot \rho_{i,t} . (5)
\rho_{i,t} = \frac{\text{Р}_{t} \cdot MM_{i}}{R \cdot T_{t}} , (6)
где Fi,t — массовый расход парникового газа i в газовом потоке за интервал времени t, кг газа/ч;
Vt,сух. — объемный расход за интервал времени t на сухую массу, м3 сухого газа/ч;
vi,t,сух. — объемная доля парникового газа i в газовом потоке за интервал времени t на сухую массу, м3 газа i/м3 сухого газа;
\rho_{i,t} — плотность парникового газа i в газовом потоке в интервале времени t, кг газа i/м3 газа i;
Pt — абсолютное давление газового потока в интервале времени t, Па;
MMi — молярная масса парникового газа i, кг/кмоль;
R — универсальная газовая постоянная, Па·м3/кмоль·К;
Tt — температура газового потока в интервале времени t, К.
3.1.2.2 Вариант B
Массовый расход парникового газа i Fi,t определяется с помощью формул (5) и (6). Объемный расход газового потока за интервал времени t на сухую массу Vt,сух., м3 сухого газа/ч, определяется путем приведения измеренного объемного расхода на влажную массу к сухой массе по формуле
V_{t,\text{сух}.} = V_{t,\text{влаж}.}(1 + v_{H_{2}O,t,\text{сух}.}) , (7)
где Vt,влаж. — объемный расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу, м3 влажного газа/ч;
v_{H_{2}O,t,\text{сух}.} — объемная доля H2O в газовом потоке за интервал времени t на сухой основе, м3 H2O/м3 сухого газа.
Объемная доля H2O в газовом потоке за интервал времени t на сухую массу v_{H_{2}O,t,\text{сух}.} , м3 H2O/м3 сухого газа, рассчитывается по формуле
v_{H_{2}O,t,\text{сух}.} = \frac{m_{H_{2}O,t,\text{сух}.b} \cdot MM_{t,\text{сух}.}}{MM_{H_{2}O}} , (8)
где m_{H_{2}O,t,\text{сух}.b} — абсолютная влажность газового потока за интервал времени t на сухую массу, кг H2O/кг сухого газа;
MMt,сух. — молярная масса газового потока за интервал времени t на сухой основе, кг сухого газа/кмоль сухого газа;
MM_{H_{2}O} — молярная масса H2O, кг H2O/кмоль H2O.
Абсолютная влажность газового потока m_{H_{2}O,t,\text{сух}.} определяется с помощью вариантов 1 или 2, описанных в 3.1, а молярная масса газового потока MMt,сух. определяется с использованием формулы (3).
3.1.2.3 Вариант C
Массовый расход парникового газа i в газовом потоке за интервал времени t Fi,t, кг газа/ч, рассчитывается по формуле
F_{i,t} = V_{t,\text{влаж}.,\text{н}.\text{у}.} \cdot v_{i,t,\text{влаж}.} \cdot \rho_{i,\text{н}.\text{у}.} . (9)
\rho_{i,\text{н}.\text{у}.} = \frac{\text{Р}_{\text{н}.\text{у}.} \cdot MM_{i}}{R \cdot T_{\text{н}.\text{у}.}} , (10)
где Vt,влаж., н.у. — объемный расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу при нормальных условиях, м3 влажного газа/ч;
vi,t,влаж. — объемная доля парникового газа i в газовом потоке за интервал времени t на рабочую массу, м3 газа i/м3 влажного газа;
\rho_{i,\text{н}.\text{у}.} — плотность парникового газа i в газовом потоке при нормальных условиях, кг газа i/м3 влажного газа i;
Pн.у. — абсолютное давление при нормальных условиях, Па;
Tн.у. — температура при нормальных условиях, К;
MMi — молярная масса парникового газа i, кг/кмоль;
R — универсальная газовая постоянная, Па·м3/кмоль·К.
Для приведения расчета объемного расхода газового потока при фактических температуре и давлении к нормальным условиям следует использовать формулу (11). Объемный расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу при нормальных условиях Vt,влаж.н.у, м3 влажного газа/ч, рассчитывается по формуле
Vt,влаж.н.у = Vt,влаж.·[(Tн.у./Tt)·(Pt/Pн.у.)], (11)
где Vt,влаж. — объемный расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу, м3 влажного газа/ч;
Pt — давление газового потока в интервале времени t, Па;
Tt — температура газового потока в интервале времени t, К;
Pн.у. — абсолютное давление при нормальных условиях, Па;
Tн.у. — температура при нормальных условиях, К.
3.1.2.4 Вариант D
Измерение расхода на сухую массу невозможно для влажного газового потока. Поэтому чтобы использовать данный вариант, необходимо доказать, что газовый поток является сухим. Для этого есть два способа:
а) измерить влажность газового потока C_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.} и продемонстрировать, что ее значение меньше или равно 0,05 кг H2O/м3 сухого газа;
б) продемонстрировать, что температура газового потока Tt ниже 60 °C (333,15 К) в точке измерения расхода.
Если невозможно доказать, что газовый поток сухой, то следует принять, что измерение расхода производится на рабочую массу, и использовать соответствующий вариант из таблицы 2.
Массовый расход парникового газа i Fi,t определяется с помощью формул (5) и (6). Объемный расход газового потока за интервал времени t на сухую массу Vt,сух., м3 сухого газа/ч, определяется путем приведения массового расхода к объемному расходу по формуле
V_{t,\text{сух}.} = M_{t,\text{сух}.}\rho_{t,\text{сух}.} , (12)
где Mt,сух. — массовый расход за интервал времени t на сухую массу, кг/ч;
\rho_{t,\text{сух}.} — плотность газового потока в интервале времени t на сухую массу, кг сухого газа/м3 сухого газа.
Плотность газового потока в интервале времени t на сухую массу \rho_{t,\text{сух}.} , кг сухого газа/м3 сухого газа, рассчитывается по формуле
\rho_{t,\text{сух}.} = \frac{\text{Р}_{t} \cdot MM_{t,\text{сух}.}}{R \cdot T_{t}} , (13)
где MMt,сух. — молярная масса газового потока в интервале времени t на сухую массу, кг сухого газа/кмоль сухого газа;
Pt — давление газового потока в интервале времени t, Па;
Tt — температура газового потока в интервале времени t, К.
Молярная масса газового потока MMt,сух. определяется согласно формуле (3).
3.1.2.5 Вариант E
Массовый расход парникового газа i Fi,t определяется с помощью формул (5) и (6). Объемный расход газового потока за интервал времени t на сухую массу Vt,сух. определяется в два шага. Сначала газовый поток в массовых единицах за интервал времени t на влажной основе Mt,влаж. приводится к сухой основе по формуле
M_{t,\text{сух}.} = M_{t,\text{влаж}.}(1 + m_{H_{2}O,t,\text{сух}.}) , (14)
где Mt,сух. — массовый расход газового потока за интервал времени t на сухую массу, кг/ч;
Mt,влаж. — массовый расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу, кг/ч;
m_{H_{2}O,t,\text{сух}.} — абсолютная влажность H2O газового потока в интервале времени t на сухую массу, кг H2O/кг сухого газа.
Затем массовый расход газового потока за интервал времени t на сухую массу Mt,сух. переводится в объемный расход газового потока за интервал времени t на сухую массу Vt,сух. с использованием формулы (12).
Абсолютная влажность газового потока m_{H_{2}O,t,\text{сух}.} определяется с использованием вариантов 1 или 2, описанных в 3.1.
3.1.2.6 Вариант F
Массовый поток парникового газа i Fi,t определяется с помощью формул (9), (10) и следующих уравнений:
V_{t,\text{влаж}.} = M_{t,\text{влаж}.}\rho_{t,\text{влаж}.\text{н}.\text{у}.} ; (15)
\rho_{t,\text{влаж}.\text{н}.\text{у}.} = \frac{\text{Р}_{\text{н}.\text{у}.} \cdot MM_{t,\text{влаж}.}}{R \cdot T_{\text{н}.\text{у}.}} , (16)
где Vt,влаж. — объемный расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу, м3 влажного газа/ч;
Mt,влаж. — массовый расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу, кг/ч;
\rho_{t,\text{влаж}.\text{н}.\text{у}.} — плотность газового потока в интервале времени t на рабочую массу при нормальных условиях, мг H2O/м3 влажного газа;
MMt,влаж. — молярная масса газового потока в интервале времени t на рабочую массу, кг влажного газа/кмоль влажного газа;
Pн.у. — абсолютное давление при нормальных условиях, Па;
Tн.у. — температура при нормальных условиях, К;
R — универсальная газовая постоянная, Па·м3/кмоль·К.
Молярную массу газового потока в интервале времени t на рабочую массу MMt,влаж., кг влажного газа/кмоль влажного газа, рассчитывают по формуле
MM_{t,\text{влаж}.} = \sum_{k} (v_{k,t,\text{влаж}.} \cdot MM_{k}) , (17)
где vk,t,влаж. — объемная доля газа k в газовом потоке в интервале времени t на рабочую массу, м3 газа k/м3 влажного газа;
MMk — молярная масса газа k, кг/кмоль;
k — все газы, содержащиеся в газовом потоке (например, N2, CO2, O2, CO, H2, CH4, N2O, NO, NO2, SO2, SF6, ПФУ и H2O в газообразной фазе). См. возможное упрощение ниже.
Определение молекулярной массы газового потока MMt,влаж. требует измерения объемной доли всех газов k в газовом потоке. Однако для упрощения считается объемная доля только тех газов k, которые являются парниковыми и учитываются при расчете сокращения выбросов в базовой методологии, а разница до 100% может считаться чистым азотом. Данное упрощение не применяется, если в базовой методологии используется иное допущение.
3.2 Данные и параметры, не подлежащие мониторингу
| Данные/параметр | R |
|---|---|
| Единица | Па·м3/кмоль·К |
| Описание | Универсальная газовая постоянная |
| Используемое значение | 8 314 |
| Комментарий | - |
| Данные/параметр | MM_{H_{2}O} |
|---|---|
| Единица | кг/кмоль |
| Описание | Молярная масса воды |
| Используемое значение | 18,0152 кг/кмоль |
| Комментарий | - |
| Данные/параметр | Pн.у. |
|---|---|
| Единица | Па |
| Описание | Давление при нормальных условиях |
| Используемое значение | 101 325 Па |
| Комментарий | - |
| Данные/Параметр | Tн.у. |
|---|---|
| Единица | К |
| Описание | Температура при нормальных условиях |
| Используемое значение | 273,15 К |
| Комментарий | - |
4 Методика мониторинга. Данные и параметры, подлежащие мониторингу
Все контролируемые данные должны быть связаны во времени, т.е. расчеты должны производиться только с учетом набора данных, полученных за один и тот же интервал времени. Описание данных и параметров, подлежащих мониторингу, приведено в таблицах 9 - 21. Как отмечалось выше, участники проекта могут использовать часовой или меньший дискретный интервал времени (рекомендуется использовать минимальный технически достижимый интервал времени). Кроме того, в приложении А приведены дополнительные указания по мониторингу массового расхода метана в биогазе.
| Данные/параметр | Vt,влаж. |
|---|---|
| Единица | м3 влажного газа/ч |
| Описание | Объемный расход за интервал времени t на рабочую массу |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Измерение объемного расхода всегда должно производиться при фактическом давлении и температуре. Необходимы соответствующие приборы с регистрируемым электронным сигналом (аналоговым или цифровым) |
| Частота мониторинга | Непрерывно, если в базовой методологии не указано иное |
| Процедуры обеспечения/контроля качества | Для всех проектов, в которых применяются крупномасштабные методологии, обязателен периодический метрологический контроль независимой аккредитованной лабораторией. Калибровка и ее периодичность должны соответствовать спецификациям изготовителя |
| Комментарий | Данный параметр контролируется в вариантах B и C |
| Данные/параметр | Vt,сух. |
|---|---|
| Единица | м3 сухого газа/ч |
| Описание | Объемный расход газового потока за интервал времени t на сухую массу |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Измерение объемного расхода всегда должно производиться при фактическом давлении и температуре. Рассчитывается посредством измерения расхода на рабочую массу и концентрации воды |
| Частота мониторинга | Непрерывно, если в базовой методологии не указано иное |
| Процедуры обеспечения и контроля качества | Для всех проектов, в которых применяются масштабные методики, обязателен периодический метрологический контроль независимой аккредитованной лабораторией. Калибровка и ее частота должны соответствовать спецификациям изготовителя |
| Комментарий | Данный параметр контролируется в варианте A |
| Данные/параметр | Vi,t,сух. |
|---|---|
| Единица | м3 газа i/м3 сухого газа |
| Описание | Объемная доля парникового газа i в газовом потоке за интервал времени t на сухую массу |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Газоанализатор непрерывного действия, работающий на сухую массу. Измерение объемного расхода всегда должно производиться при фактическом давлении и температуре |
| Частота мониторинга | Непрерывно, если в базовой методологии не указано иное |
| Процедуры обеспечения и контроля качества | Калибровка должна включать проверку нулевых значений с использованием инертного газа (например, N2) и по крайней мере одну проверку показаний с использованием поверочной газовой смеси (однокомпонентной или смеси калибровочных газов). Все поверочные газовые смеси должны иметь сертификат производителя, и для них должны контролироваться их сроки годности |
| Комментарий | Данный параметр контролируется в вариантах B и E и может отслеживаться в вариантах A и D |
| Данные/параметр | Vi,t,влаж. |
|---|---|
| Единица | м3 газа i/м3 влажного газа |
| Описание | Объемная доля парникового газа i в газовом потоке за интервал времени t на рабочую массу |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Рассчитывается посредством анализа на сухую массу, а также измерения концентрации воды или посредством непрерывных анализаторов на месте, если в базовой методологии не указано иное |
| Частота мониторинга | Непрерывно, если в базовой методологии не указано иное |
| Процедуры обеспечения и контроля качества | Калибровка должна включать проверку нулевых значений с использованием инертного газа (например, N2) и по крайней мере одну проверку показаний с использованием поверочной газовой смеси (однокомпонентной или смеси калибровочных газов). Все поверочные газовые смеси должны иметь сертификат производителя, и должны контролироваться их сроки годности |
| Комментарий | Данный параметр контролируется в вариантах C и F и может отслеживаться в вариантах A и D |
| Данные/параметр | Mt,влаж. |
|---|---|
| Единица | кг/ч |
| Описание | Массовый расход газового потока за интервал времени t на рабочую массу |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Требуются соответствующие приборы с регистрируемым электронным сигналом (аналоговым или цифровым) |
| Частота мониторинга | Непрерывно, если в базовой методологии не указано иное |
| Процедуры обеспечения и контроля качества | Обязателен периодический метрологический контроль независимой аккредитованной лабораторией. Калибровка и ее частота должны соответствовать спецификациям изготовителя |
| Комментарий | Данный параметр контролируется в вариантах A и F |
| Данные/параметр | Mt,сух. |
|---|---|
| Единица | кг/ч |
| Описание: | Массовый расход за интервал времени t на сухую массу |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Рассчитывается посредством измерения потока на рабочую массу и измерения концентрации воды |
| Частота мониторинга | Непрерывно, если в базовой методологии не указано иное |
| Процедуры контроля качества | Калибровка и ее частота должны соответствовать спецификациям изготовителя |
| Комментарий | Данный параметр контролируется в варианте D |
| Данные/параметр | C_{H_{2}O,t,\text{сух}.\text{н}.\text{у}.} |
|---|---|
| Единица | мг H2O/м3 сухого газа |
| Описание | Влажность газового потока за интервал времени t на сухую массу при нормальных условиях |
| Источник данных | Измерения в соответствии с [1] (ФР.1.31.2022.44189) |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Процедура дискретного измерения |
| Частота мониторинга | Следует учитывать среднее значение между тремя последовательными измерениями, выполненными в один и тот же день (длительностью не менее 2 часов каждое). Измерения должны совпадать с ежегодным метрологическим контролем расходомера для газового потока в соответствии с законодательством Российской Федерации в области обеспечения единства измерений |
| Процедуры обеспечения и контроля качества | В соответствии с [1] (ФР.1.31.2022.44189) |
| Комментарий | Мониторинг необходим, если применяется вариант 1, описанный в разделе 3.1, или в качестве одного из способов подтверждения того, что газовый поток сухой (необходимо для вариантов A и D) |
| Данные/параметр | \text{р}_{H_{2}O,t,\text{насыщ}.} |
|---|---|
| Единица | Па |
| Описание | Давление насыщения H2O при температуре Tt в интервале времени t. Численные значения давления воды и водяного пара в состоянии насыщения (по температуре) приведены в приложении Б |
| Источник данных | - |
| Процедуры измерения (если таковые имеются) | Этот параметр зависит исключительно от температуры газового потока Tt и может быть найден в приложении А настоящего стандарта. |
| Частота мониторинга | - |
| Процедуры обеспечения и контроля качества | - |
| Комментарий | - |
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ И МОНИТОРИНГУ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА МЕТАНА В БИОГАЗЕ
Настоящее приложение применимо к проектам для определения массового расхода метана в биогазе, получаемом при переработке отходов, и свалочном газе.
А.1 Замена данных при подсчете содержания метана или расхода биогаза
Если в ходе определения массового расхода метана обнаруживаются недостающие данные, пробелы могут быть восполнены консервативными наборами данных (см. ниже) за определенные периоды. Однако замена данных должна применяться либо к концентрации метана, либо объемного расхода биогаза, но не к обоим показателям одновременно. Если в течение определенного интервала времени отсутствуют данные для обоих показателей, в течение этого интервала замена данных не допускается.
Замена, описанная в таблице А.1 ниже, может производиться лишь при соблюдении следующих условий:
а) для показателя концентрации метана расход биогаза в период отсутствия данных должен соответствовать нормальному режиму работы (т.е. средний расход в период отсутствия данных не должен отклоняться от среднего расхода за период замены данных <1> более чем на +/- 20%);
<1> Интервал замены данных определяется в соответствии с процедурой замены данных, приведенной в таблице А.1.
б) для показателя расхода биогаза концентрация метана в течение интервала отсутствия данных должна соответствовать значениям концентрации метана при нормальном режиме работы (т.е. средняя концентрация метана в период отсутствия данных не должна отклоняться от средней концентрации метана в период замены данных более чем на +/- 20%);
в) участники проекта должны продемонстрировать, что метан утилизируется в течение интервала отсутствия данных. Если значения подтверждающих показателей не соответствуют ни одному из этих требований, замена данных не допускается.
А.2 Использование одного расходомера для многоцелевого применения рекуперированного биогаза
Если улавливаемый биогаз (например, свалочный газ) используется для нескольких целей (например, сжигание на факелах или выработка энергии) все устройства для утилизации метана проверены на работоспособность (например, с помощью датчиков пламени, выработки энергии), то для учета расхода в нескольких устройствах утилизации можно использовать один расходомер. В качестве эффективности утилизации для всех устройств утилизации, контролируемых данным расходомером, используется эффективность наименее эффективного из устройств утилизации.
Если в течение каких-либо периодов одно или несколько устройств утилизации не работают, сокращение выбросов в результате утилизации метана за эти периоды может быть заявлено при условии, что проверка подтверждает выполнение всех указанных ниже условий. В этом случае в качестве эффективности утилизации для всех устройств утилизации, контролируемых данным расходомером, используется эффективность наименее эффективного из устройств утилизации.
а) Все устройства утилизации должны быть оснащены клапанами на входном газопроводе, которые автоматически закрываются (например, нормально закрытые клапаны), если устройство становится неработоспособным (т.е. не требуется ручное вмешательство), либо сконструированы таким образом, чтобы физически невозможно пропустить газ в атмосферу в периоды неработоспособности устройства.
б) В течение любого периода, когда одно или несколько устройств утилизации в рамках данной схемы не работают, должно быть продемонстрировано, что остальные работающие устройства способны утилизировать фактический поток газа, зарегистрированный в течение этого периода. Для устройств, не являющихся факельными установками, должно быть показано, что выходной сигнал соответствует потоку газа (например, по массовому и/или энергетическому балансу).
Измерение содержания метана должно проводиться в точке непосредственно после расходомера с соблюдением требований по установке расходомера.
А.3 Использование метода отбора проб для определения содержания метана в свалочном газе
Содержание метана в свалочном газе можно контролировать путем отбора проб при соблюдении следующих условий:
а) для отбора проб используется ГОСТ 31370 <1> с отбором не менее двух проб в неделю;
<1> ГОСТ 31370-2008 (ИСО 10715:1997) «Газ природный. Руководство по отбору проб».
б) должны соблюдаться национальные (например, ГОСТ Р 59417 <2>) или международные методики измерения содержания метана в биогазе путем полунепрерывного анализа; в противном случае показания газоанализатора могут сниматься только тогда, когда содержание метана стабильно в течение не менее 3 мин. Анализ прибором Орса не пригоден;
<2> ГОСТ Р 59417-2021 «Биологическая безопасность. Определение биогазового потенциала полигонов твердых коммунальных отходов с откачкой биогаза из вертикальных скважин и утилизацией на факельной установке. Общие технические условия».
в) расход биогаза контролируется непрерывно. Содержание метана, измеренное путем отбора проб за данный период, может быть использовано непосредственно только в том случае, если средний расход в течение ближайшей недели колеблется не более чем на +/- 20% по сравнению со средним значением за период, в течение которого содержание метана измеряется путем отбора проб. В противном случае к измеренному содержанию метана должна быть применена консервативная корректировка, т.е. используется наблюдаемое отклонение в качестве коэффициента дисконтирования.
ДАВЛЕНИЕ ВОДЫ И ВОДЯНОГО ПАРА В СОСТОЯНИИ НАСЫЩЕНИЯ (ПО ТЕМПЕРАТУРЕ)
В таблице Б.1 приведены численные значения, принятые по [2].
Численные значения, принятые по [2]
БИБЛИОГРАФИЯ
| УДК 502.3:006.354 | ОКС 03.060 13.020.20 |
| Ключевые слова: методика, климатические проекты, утилизация биогаза, газораспределительные системы, свалочный газ, метан, твердые коммунальные отходы | |