ISO 15112:2011
(Main)Natural gas — Energy determination
Natural gas — Energy determination
ISO 15112:2011 provides the means for energy determination of natural gas by measurement or by calculation, and describes the related techniques and measures that are necessary to take. The calculation of thermal energy is based on the separate measurement of the quantity, either by mass or by volume, of gas transferred and its measured or calculated calorific value. The general means of calculating uncertainties are also given. Only systems currently in use are described. ISO 15112:2011 applies to any gas-measuring station from domestic to very large high-pressure transmission. New techniques are not excluded, provided their proven performance is equivalent to, or better than, that of those techniques referred to in ISO 15112:2011. Gas-measuring systems are not the subject of ISO 15112:2011.
Gaz naturel — Détermination de l'énergie
L'ISO 15112:2011 fournit les moyens permettant de déterminer l'énergie du gaz naturel par mesurage ou par calcul, et décrit les techniques associées et les mesures nécessaires à prendre. Le calcul de l'énergie thermique est fondé sur le mesurage séparé de la quantité de gaz transféré, exprimée en masse ou en volume, et sur son pouvoir calorifique mesuré ou calculé. Elle fournit également les moyens généraux permettant le calcul des incertitudes. Elle ne décrit que les systèmes couramment utilisés. L'ISO 15112:2011 s'applique à tout poste de comptage de gaz, de la distribution intérieure au transport à de très haute pression. Le recours à de nouvelles techniques est admis sous réserve de performances éprouvées équivalentes ou supérieures aux techniques citées en référence dans l'ISO 15112:2011. Les systèmes de comptage de gaz ne sont pas abordés dans l'ISO 15112:2011.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15112
Second edition
2011-07-15
Natural gas — Energy determination
Gaz naturel — Détermination de l'énergie
Reference number
ISO 15112:2011(E)
©
ISO 2011
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2011
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
Contents Page
Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and units . 6
5 General principles . 6
6 Gas measurement . 8
6.1 General . 8
6.2 Volume measurement . 9
6.3 Calorific value measurement . 9
6.4 Volume conversion . 10
6.5 Calibration . 11
6.6 Data storage and transmission . 11
7 Energy determination . 12
7.1 Interfaces . 12
7.2 Methods of energy determination . 14
8 Strategy and procedures . 16
8.1 General . 16
8.2 Strategies for energy determination . 18
8.3 Plausibility checks . 22
9 Assignment methods . 23
9.1 Fixed assignment . 23
9.2 Variable assignment . 25
9.3 Determination of the representative calorific value . 27
10 Calculation of energy quantities . 28
10.1 General equations for energy . 28
10.2 Calculation of averaged values — Calculation from average calorific values and
cumulative volumes . 30
10.3 Volume and volume-to-mass conversions . 30
10.4 Energy determination on the basis of declared calorific values . 30
11 Accuracy on calculated energy . 31
11.1 Accuracy . 31
11.2 Calculation of uncertainty . 31
11.3 Bias . 32
12 Quality control and quality assurance . 33
12.1 General . 33
12.2 Check of the course of the measuring data. 34
12.3 Traceability . 34
12.4 Substitute values . 34
Annex A (informative) Main instruments and energy-determination techniques . 36
Annex B (informative) Different possible patterns in the change of the calorific value . 41
Annex C (informative) Volume conversion and volume-to-mass conversion . 44
Annex D (informative) Incremental energy determination . 45
© ISO 2011 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
Annex E (informative) Practical examples for volume conversion and energy quantity calculation .47
Annex F (informative) Practical examples for averaging the calorific value due to different
delivery situations .51
Annex G (informative) Ways of determining substitute values .56
Annex H (informative) Plausibility check graphical example .58
Annex I (informative) Uncorrected data, bias correction and final result graphical example .59
Annex J (informative) Single-reservoir calorific value determination .61
Bibliography .62
iv © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15112 was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural gas.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15112:2007), which has been technically
revised.
© ISO 2011 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
Introduction
Since the early 1800s, it has been general practice for manufactured gas and, subsequently, natural gas to be
bought and sold on a volumetric basis. Much time and effort has therefore been devoted to developing the
means of flow measurement.
Because of the increasing value of energy and variations in gas quality, billing on the basis of thermal energy
has now become essential between contracting partners and the need to determine calorific value by
measurement or calculation has led to a number of techniques. However, the manner in which calorific value
data are applied to flow volume data to produce the energy content of a given volume of natural gas has been
far from a standardized procedure.
Energy determination is frequently a necessary factor wherever and whenever natural gas is metered, from
production and processing operations through to end-user consumption. This International Standard has been
developed to cover aspects related to production/transmission and distribution/end user. It provides guidance
to users of how energy units for billing purposes are derived, based on either measurement or calculation or
both, to increase confidence in results for contracting partners.
Other standards relating to natural gas, flow measurement, calorific value measurement, calculation
procedures and data handling with regard to gas production, transmission and distribution involving purchase,
sales or commodity transfer of natural gas can be relevant to this International Standard.
This International Standard contains ten informative annexes.
vi © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15112:2011(E)
Natural gas — Energy determination
1 Scope
This International Standard provides the means for energy determination of natural gas by measurement or by
calculation, and describes the related techniques and measures that are necessary to take. The calculation of
thermal energy is based on the separate measurement of the quantity, either by mass or by volume, of gas
transferred and its measured or calculated calorific value. The general means of calculating uncertainties are
also given.
Only systems currently in use are described.
NOTE Use of such systems in commercial or official trade can require the approval of national authorization agencies,
and compliance with legal regulations is required.
This International Standard applies to any gas-measuring station from domestic to very large high-pressure
transmission.
New techniques are not excluded, provided their proven performance is equivalent to, or better than, that of
those techniques referred to in this International Standard.
Gas-measuring systems are not the subject of this International Standard.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 6976, Natural gas — Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from
composition
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
accuracy of measurement
closeness of the agreement between a measurement result and a true value of the measurand
[ISO 14532:2001]
3.2
adjustment
of a measuring instrument operation of bringing a measuring instrument into a state of performance suitable
for its use
NOTE Adjustment may be automatic, semi-automatic or manual.
© ISO 2011 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
3.3
assignment method
energy determination method to derive a calorific value to be applied to the gas passing specified interfaces
having only volume measurements
3.4
availability
probability, at any time, that the measuring system, or a measuring instrument forming part of the measuring
system, is functioning according to specifications
[EN 1776:1998]
3.5
bias
systematic difference between the true energy and the actual energy determined of the gas passing a
gas-measuring station
3.6
calibration
set of operations that establish, under specified conditions, the relationship between values of quantities
indicated by a measuring instrument or measuring system, or values represented by a material measure or a
reference material, and the corresponding values obtained using working standards
[ISO 14532:2001, 2.5.2.2]
3.7
superior calorific value
energy released as heat by the complete combustion in air of a specified quantity of gas, in such a way that
the pressure, p , at which the reaction takes place remains constant, and all the products of combustion are
1
returned to the same specified temperature, T , as that of the reactants, all of these products being in the
1
gaseous state except for water formed by combustion, which is condensed to the liquid state at T
1
[ISO 14532:2001, 2.6.4.1]
3.8
inferior calorific value
energy released as heat by the complete combustion in air of a specified quantity of gas, in such a way that
the pressure, p , at which the reaction takes place remains constant, and all the products of combustion are
1
returned to the same specified temperature, T , as that of the reactants, all of these products being in the
1
gaseous state
[ISO 14532:2001, 2.6.4.2]
3.9
calorific value station
installation comprising the equipment necessary for the determination of the calorific value of the natural gas
in the pipeline
3.10
adjusted calorific value
calorific value measured at a measuring station compensated for the time taken for the gas to travel to the
respective volume-measuring station
3.11
corrected calorific value
result of correcting a measurement to compensate for systematic error
2 © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
3.12
declared calorific value
calorific value that is notified in advance of its application to interfaces for the purpose of energy determination
3.13
representative calorific value
calorific value which is accepted to sufficiently approximate the actual calorific value at an interface
3.14
charging area
set of interfaces where the same method of energy determination is used
3.15
conversion
determination of the volume under reference conditions from the volume under operating conditions
3.16
correction
value added algebraically to the uncorrected result of a measurement to compensate for systematic error
NOTE 1 The correction is equal to the negative of the estimated systematic error.
NOTE 2 Since the systematic error cannot be known perfectly, the correction cannot be complete (see Annex I).
3.17
correction factor
numerical factor by which the uncorrected result of a measurement is multiplied to compensate for a
systematic-error object
NOTE Since the systematic error cannot be known perfectly, the correction cannot be complete (see Annex I).
3.18
determination
set of operations that are carried out on an object in order to provide qualitative or quantitative information
about this object
NOTE In this International Standard, the term “determination” is only used quantitatively.
3.19
direct measurement
measurement of a property from quantities which, in principle, define the property
NOTE For example, the determination of the calorific value of a gas using the thermoelectric measurement of the
energy released in the form of heat during the combustion of a known amount of gas.
[ISO 14532:2001, 2.2.1.2]
3.20
energy
product of gas quantity (mass or volume) and calorific value under given conditions
NOTE 1 The energy may be called energy amount.
NOTE 2 Energy is usually expressed in units of megajoules.
3.21
energy determination
quantitative determination of the amount of energy of a quantity of gas based either on measurement or
calculation using measured values
© ISO 2011 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
3.22
energy flow rate
energy of gas passing through a cross-section divided by time
NOTE Energy flow rate is usually expressed in units of megajoules per second.
3.23
fixed assignment
application without modification of the calorific value measured at one specific calorific-value-measuring
station, or the calorific value declared in advance, to the gas passing one, or more, interfaces
3.24
gas transporter
company that conveys gas from one place to another through pipelines
3.25
grid simulation
calculation of a set of pressures and flow rates in a pipeline or a grid on the basis of given topology data,
values of the flow rates at the inlet and outlet points and of the pressure and temperature at various points of
the pipeline(s) by means of a mathematical model
NOTE The objective of any grid simulation is to yield information about a future state of gas pressures and flows. The
result of the simulation is an estimation of the state of the gas flow.
3.26
interface
place on a pipe used for the transportation or supply of gas at which there is a change of ownership or
physical custody of gas
NOTE Generally, an interface has an associated measuring station.
3.27
local distribution company
LDC
company that delivers gas to industrial, commercial and/or residential customers
3.28
measuring station
installation comprising all the equipment, including the inlet and outlet pipework as far as the isolating valves
and structure within which the equipment is housed, used for gas measurement in custody transfer
[EN 1776:1998]
3.29
measuring system
complete set of measuring instruments and auxiliary equipment assembled to carry out specified
measurements
NOTE Adapted from ISO/IEC Guide 99:2007, 3.2.
3.30
measuring instrument
device intended to be used for making measurements, alone or in conjunction with one or more
supplementary devices
[ISO/IEC Guide 99:2007, 3.1]
3.31
plausibility
property of a value to be within reasonable limits
4 © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
3.32
producer
company that extracts raw natural gas from reservoirs which, after processing and (fiscal) measurement, is
supplied as dry natural gas to the transportation system
3.33
regional distributor
company that delivers gas to local distribution companies and/or industrial, commercial or residential
customers
3.34
residential customer
person whose occupied premises are supplied with gas, wholly or in part, such gas not being used for any
business purpose, commercial or industrial
3.35
systematic error
mean that would result from an infinitive number of measurements of the same measurand carried out under
repeatability conditions minus a true value of the measurand
3.36
traceability
property of the result of a measurement or the value of a standard whereby it can be related to stated
references, usually national or International Standards, through an unbroken chain of comparisons all having
stated uncertainties
NOTE This chain of comparisons is called a traceability chain.
3.37
uncertainty
parameter, associated with the result of a measurement, that characterizes the dispersion of the values that
could reasonably be attributed to the measurand
3.38
variable assignment
application of a calorific value for an assignment procedure based on measurement(s) at calorific value
station(s) to the gas passing one, or more, interfaces
NOTE That applied calorific value may take into account the time taken for the gas to travel from the calorific value
station to the respective volume-measuring stations and other factors, to derive an average calorific value for a network, a
state reconstruction of the variation of calorific values through a network, etc.
3.39
zero floating point
position in a grid conveying gas where there is a boundary with different gas qualities on either side
3.40
non-plausible data
measurement data that are obviously wrong taking into account the measurement situation at a measuring
station and the gas flow situation
© ISO 2011 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
4 Symbols and units
Symbol Meaning SI unit USC unit
E energy MJ kWh
e energy flow rate MJ/s kWh/h
3 3
H calorific value
MJ/m ; MJ/kg kWh/m
NOTE 1 Where the calorific value is in megajoules per cubic metre and the gas volume is in cubic metres, or where the
calorific value is in megajoules per kilogram and the gas mass is in kilograms, then the calculated energy is in megajoules.
Where the calorific value is in kilowatt-hours per cubic metre and the gas volume is in cubic metres, or where the calorific
value is in kilowatt-hours per kilogram and the gas mass is in kilograms, then the calculated energy is in kilowatt-hours.
To convert the number of megajoules to the number of kilowatt-hours, divide the number by 3,6.
M mass kg t
p pressure (absolute) Pa, kPa bar, mbar
3
Q quantity of gas t
m , kg
NOTE 2 When the quantity is given in cubic metres, it is necessary that it should be qualified by temperature and
pressure.
3 3
q volume flow rate
m /h, m /s
v
q mass flow rate kg/s, kg/h
m
T temperature (absolute) K
t time s, h, d s, h, d
3
V volume (gas)
m
Z compression factor
3
density
kg/m
temperature °C °F
Subscripts
i inferior calorific value
j number of time intervals
n normal reference conditions (273,15 K; 101,325 kPa)
r ISO-recommended standard reference conditions (288,15 K; 101,325 kPa)
s superior calorific value
5 General principles
The quantity of energy, E, contained in a given quantity of gas, Q, is given by the multiplication of the calorific
value, H, by the respective quantity of gas.
Energy may be either measured directly (see Figure 1) or calculated from the quantity and the calorific value
of the gas (see Figure 2).
6 © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
Figure 1 — Energy-measurement scheme
Figure 2 — Energy-determination scheme
Generally, the quantity of gas is expressed as a volume and the calorific value is on a volumetric basis. In
order to achieve accurate determinations of energy, it is necessary that both the gas volume and calorific
value be under the same reference conditions. The determination of energy is based either on the
accumulation over time of calculation results from consecutive sets of calorific values and the concurrent flow
rate values, or on the multiplication of the total volume and the representative (assigned) calorific value for
that period.
Especially in situations of varying calorific values and when flow rates are determined at a place different from
that of the (representative) calorific value, the effect on the accuracy caused by the difference in time between
the determination of the flow rate and the calorific value shall be considered (see Clause 11).
The gas volume may either be measured and reported as the volume under the ISO-recommended standard
reference conditions or be measured under some other conditions and converted to an equivalent volume
under the ISO-recommended standard reference conditions, using an appropriate method of volume
conversion. The method of volume conversion used at a specific gas-volume-measuring station may require
gas quality data determined at other places. For the purpose of this International Standard, the
ISO-recommended standard reference conditions of 288,15 K and 101,325 kPa, as defined in ISO 13443,
should be used.
NOTE For the gas supply, other conditions can be used, corresponding to national standards or laws. Methods for
conversion between different conditions for dry natural gases are given in ISO 13443.
© ISO 2011 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
The calorific value may be measured at the gas-measuring station or at some other representative point and
assigned to the gas-measuring station. It is also possible for the quantity of gas and the calorific value to be
expressed on a mass basis.
This general principle of energy determination is extended in Clause 10 to those cases when the quantity of
gas is expressed on either a volumetric or a mass basis.
To achieve the calculation of the quantity of energy of the gas passing a gas-measuring station over a period
of time, the methods of energy determination in Clauses 7 to 10 are used. Such methods involve an
integration over the time period; that integration may be
of the energy flow, or
of the gas flow rate over time to obtain the quantity of gas, which is then multiplied by the representative
calorific value.
The method of integration may depend on contractual agreements or national legislation.
The general principles of energy determination in Clauses 7 to 10 are independent of the method with which
the integrations are carried out. The method of integration influences the uncertainty of the determined
energy; these effects are considered in Clause 11.
6 Gas measurement
6.1 General
The types of measuring devices and methods used in real measuring stations depend among other things on
the respective national requirements,
the flow rate,
the commercial value of the gas,
the gas quality variations,
the need for redundancy, and
the instrument specification.
Only proven methods and measuring devices/products used at the respective interfaces should be used. An
overview of the techniques and procedures currently used in different countries is shown in Annex A.
Methods used for flow and calorific value measurement shall be in accordance with standards, contractual
agreements and/or national legislation, as appropriate.
Action should be taken to identify and reconcile systematic effects. For example, use of different national
standards, regulations and/or operating procedures can introduce systematic differences; contract partners
should determine the appropriate means to overcome these differences.
The quality of the measurement results, in general, depends on the following factors:
operating conditions;
maintenance frequency and quality;
calibration standards;
8 © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 15112:2011(E)
sampling and clean-up;
changes in gas composition;
ageing of measurement devices.
A high accuracy can be achieved if the requirements fixed by the manufacturers and by officials are met and
all operating procedures for operating, calibration and maintenance are strictly observed.
6.2 Volume measurement
The volume flow-metering system of a natural-gas-measuring station consists of one or more meter runs.
Generally, the meters measure the gas volume flow under actual operating conditions. Standards for orifice
meters (ISO 5167-1) and turbine meters (ISO 9951) exist.
The selection of a flow-metering system for a specific application depends, as a minimum, on the following:
conditions of flow;
flow-measuring range;
operating conditions, especially operating pressure;
acceptable pressure loss;
required accuracy.
For natural-gas volume flow measurement, the instruments mostly used at the interfaces 1 to 6 (see 7.1) are
shown in Annex A.
6.3 Calorific value measurement
6.3.1 Measurement techniques and sam
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15112
Deuxième édition
2011-07-15
Gaz naturel — Détermination de l'énergie
Natural gas — Energy determination
Numéro de référence
ISO 15112:2011(F)
©
ISO 2011
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2011
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et unités . 6
5 Principes généraux . 7
6 Mesurage du gaz . 8
6.1 Généralités . 8
6.2 Mesurage volumétrique . 9
6.3 Mesurage du pouvoir calorifique . 9
6.4 Conversion de volume . 10
6.5 Étalonnage . 11
6.6 Stockage et transmission des données . 12
7 Détermination de l'énergie . 12
7.1 Interfaces . 12
7.2 Méthodes de détermination de l'énergie . 14
8 Stratégie et modes opératoires . 17
8.1 Généralités . 17
8.2 Stratégies de détermination de l'énergie . 19
8.3 Contrôles de vraisemblance . 23
9 Méthodes d'affectation . 25
9.1 Affectation fixe . 25
9.2 Affectation variable . 27
9.3 Détermination du pouvoir calorifique représentatif . 29
10 Calcul des quantités d'énergie . 30
10.1 Équations générales de calcul de l'énergie . 30
10.2 Calcul des valeurs moyennes — Calcul à partir de pouvoirs calorifiques moyens et de
volumes cumulatifs . 32
10.3 Conversion de volume et conversion de volume en masse . 32
10.4 Détermination de l'énergie sur la base des pouvoirs calorifiques déclarés . 33
11 Exactitude au niveau du calcul de l'énergie . 33
11.1 Exactitude . 33
11.2 Calcul de l'incertitude . 34
11.3 Erreur de justesse . 35
12 Contrôle de la qualité et assurance de la qualité . 36
12.1 Généralités . 36
12.2 Vérification de l'évolution des données de mesure . 36
12.3 Traçabilité . 37
12.4 Valeurs de remplacement . 37
Annexe A (informative) Principaux instruments et techniques de détermination de l'énergie . 38
Annexe B (informative) Différentes évolutions possibles du pouvoir calorifique . 43
Annexe C (informative) Conversion de volume et conversion de volume en masse . 46
Annexe D (informative) Détermination incrémentale de l'énergie . 47
© ISO 2011 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
Annexe E (informative) Exemple pratique de conversion de volume et de calcul de la quantité
d'énergie .49
Annexe F (informative) Exemples pratiques de calcul du pouvoir calorifique moyen en raison des
différentes conditions de livraison .53
Annexe G (informative) Moyens de détermination des valeurs de remplacement .58
Annexe H (informative) Exemple de graphique de contrôle de vraisemblance .60
Annexe I (informative) Exemple de graphique portant sur les données brutes, la correction des
erreurs de justesse et le résultat final .61
Annexe J (informative) Détermination du pouvoir calorifique provenant d'un réservoir unique .63
Bibliographie .65
iv © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15112 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 193, Gaz naturel.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 15112:2007), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
© ISO 2011 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
Introduction
Depuis le début des années 1800, il était d'usage général de réaliser la vente et l'achat du gaz manufacturé,
puis du gaz naturel, sur une base volumétrique. Beaucoup de temps et d'efforts ont par conséquent été
consacrés au développement de moyens de mesure du débit.
En raison de la valeur croissante de l'énergie et des variations de la qualité du gaz, la facturation sur la base
de l'énergie thermique s'est désormais imposée entre parties contractantes et le besoin de détermination du
pouvoir calorifique par mesurage ou calcul a conduit à la mise au point de plusieurs techniques. Cependant,
on était loin d'établir une procédure normalisée décrivant le mode d'application des éléments du pouvoir
calorifique aux données débit-volume pour obtenir le contenu énergétique d'un volume donné de gaz naturel.
La détermination de l'énergie est fréquemment nécessaire dès qu'il s'agit du comptage du gaz naturel, de la
phase de production jusqu'au consommateur final, en passant par les opérations de traitement. La présente
Norme internationale a été élaborée afin de couvrir les aspects relatifs à la production/transport ainsi qu'à la
distribution/utilisateur final. Elle renseigne l'utilisateur sur la manière de définir les unités d'énergie pour les
besoins de facturation, fondée sur le mesurage, le calcul ou les deux à la fois, afin d'améliorer le degré de
confiance dans les résultats entre parties contractantes.
Pour la présente Norme internationale, d'autres normes peuvent être pertinentes; il s'agit de celles traitant du
gaz naturel, du mesurage du débit et du pouvoir calorifique et des modes de calcul et de traitement des
données relatives à la production, au transport et à la distribution du gaz et concernant l'achat, les ventes ou
les échanges de gaz naturel en tant que produit commercial.
vi © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 15112:2011(F)
Gaz naturel — Détermination de l'énergie
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale fournit les moyens permettant de déterminer l'énergie du gaz naturel par
mesurage ou par calcul, et décrit les techniques associées et les mesures nécessaires à prendre. Le calcul de
l'énergie thermique est fondé sur le mesurage séparé de la quantité de gaz transféré, exprimée en masse ou
en volume, et sur son pouvoir calorifique mesuré ou calculé. Elle fournit également les moyens généraux
permettant le calcul des incertitudes.
Elle ne décrit que les systèmes couramment utilisés.
NOTE Qu'il s'agisse du secteur privé ou public, l'utilisation de tels systèmes dans le commerce peut requérir
l'approbation d'organismes d'agrément nationaux et il est alors nécessaire qu'ils soient conformes aux dispositions de la
loi.
La présente Norme internationale s'applique à tout poste de comptage de gaz, de la distribution intérieure au
transport à de très haute pression.
Le recours à de nouvelles techniques est admis sous réserve de performances éprouvées équivalentes ou
supérieures aux techniques citées en référence dans la présente Norme internationale.
Les systèmes de comptage de gaz ne sont pas abordés dans la présente Norme internationale.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 6976, Gaz naturel — Calcul du pouvoir calorifique, de la masse volumique, de la densité relative et de
l'indice de Wobbe à partir de la composition
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
exactitude de mesure
étroitesse de l'accord entre le résultat d'un mesurage et la valeur vraie du mesurande
[ISO 14532:2001, définition 2.5.1.1]
3.2
ajustage
d'un instrument de mesure opération amenant un instrument de mesure dans un état de fonctionnement
convenant à son utilisation
NOTE Le réglage peut être automatique, semi-automatique ou manuel.
© ISO 2011 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
3.3
méthode d'affectation
détermination de l'énergie méthode permettant de définir un pouvoir calorifique à appliquer au gaz traversant
des interfaces spécifiées ne disposant que de mesurages volumétriques
3.4
disponibilité
probabilité que le système de mesure ou qu'un instrument de mesure constituant une partie du système,
fonctionne, à tout moment, conformément aux spécifications
[EN 1776:1998]
3.5
erreur de justesse
biais
différence systématique entre l'énergie vraie et l'énergie réelle déterminée du gaz traversant un poste de
comptage de gaz
3.6
étalonnage
ensemble des opérations qui définissent, dans des conditions spécifiées, la relation existant entre les valeurs
de grandeurs indiquées par un instrument ou une chaîne de mesurage, ou les valeurs représentées par une
mesure matérialisée ou un matériau de référence, et les valeurs correspondantes obtenues sur des étalons
[ISO 14532:2001, définition 2.5.2.2]
3.7
pouvoir calorifique supérieur
quantité d'énergie libérée sous forme de chaleur par la combustion complète dans l'air d'une quantité
spécifiée de gaz, de telle manière que la pression, p , à laquelle se produit la réaction demeure constante et
1
que tous les produits de combustion soient ramenés à la même température, T , que les réactifs, tous les
1
produits se trouvant à l'état gazeux, à l'exception de l'eau formée par la combustion qui est condensée à l'état
liquide à T
1
[ISO 14532:2001, définition 2.6.4.1]
3.8
pouvoir calorifique inférieur
quantité d'énergie libérée sous forme de chaleur par la combustion complète dans l'air d'une quantité
spécifiée de gaz, de telle manière que la pression, p , à laquelle se produit la réaction demeure constante et
1
que tous les produits de combustion soient ramenés à la même température, T , que les réactifs, tous les
1
produits se trouvant à l'état gazeux
[ISO 14532:2001, définition 2.6.4.2]
3.9
poste de mesurage du pouvoir calorifique
installation comprenant l'équipement nécessaire à la détermination du pouvoir calorifique du gaz naturel dans
la canalisation
3.10
pouvoir calorifique ajusté
pouvoir calorifique mesuré à un poste de comptage et compensé pour tenir compte du temps nécessaire au
gaz pour parvenir au poste de mesurage de volume respectif
3.11
pouvoir calorifique corrigé
résultat de la correction d'un mesurage pour compenser une erreur systématique
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
3.12
pouvoir calorifique déclaré
pouvoir calorifique déclaré avant son application aux interfaces pour les besoins de la détermination de
l'énergie
3.13
pouvoir calorifique représentatif
pouvoir calorifique réputé approcher suffisamment le pouvoir calorifique réel au niveau d'une interface
3.14
zone de taxation
ensemble d'interfaces où la même méthode de détermination de l'énergie est utilisée
3.15
conversion
détermination du volume dans des conditions de référence à partir du volume dans des conditions de service
3.16
correction
valeur ajoutée algébriquement au résultat brut d'un mesurage pour compenser une erreur systématique
NOTE 1 La correction est égale à l'opposé de l'erreur systématique estimée.
NOTE 2 Puisque l'erreur systématique ne peut pas être connue parfaitement, la correction ne peut pas être complète
(voir Annexe I).
3.17
facteur de correction
facteur numérique par lequel on multiplie le résultat brut d'un mesurage pour compenser une erreur
systématique
NOTE Puisque l'erreur systématique ne peut pas être connue parfaitement, la correction ne peut pas être complète
(voir Annexe I).
3.18
détermination
ensemble d'opérations exécutées sur un objet afin de fournir des informations qualitatives ou quantitatives
relatives à cet objet
NOTE Dans la présente Norme internationale, le terme «détermination» n'est employé que dans son acception
quantitative.
3.19
mesurage direct
mesurage d'une propriété à partir de grandeurs qui, en principe, définissent cette propriété
NOTE Par exemple, la détermination du pouvoir calorifique d'un gaz par mesurage thermoélectrique de l'énergie
dégagée sous forme de chaleur pendant la combustion d'une quantité connue de ce gaz.
[ISO 14532:2001, définition 2.2.1.2]
3.20
énergie
produit de la quantité de gaz (masse ou volume) et du pouvoir calorifique dans des conditions données
NOTE 1 L'énergie peut être appelée quantité d'énergie.
NOTE 2 La quantité d'énergie est généralement exprimée en mégajoules.
© ISO 2011 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
3.21
détermination de l'énergie
détermination quantitative de la quantité d'énergie dégagée d'une quantité de gaz fondée sur le mesurage ou
le calcul en utilisant des valeurs mesurées
3.22
débit d'énergie
énergie du gaz traversant une section, divisée par une unité de temps
NOTE Le débit d'énergie est généralement exprimé en mégajoules par seconde.
3.23
affectation fixe
application sans modification du pouvoir calorifique, mesurée à un poste spécifique de détermination du
pouvoir calorifique, ou du pouvoir calorifique préalablement déclaré au gaz traversant une ou plusieurs
interfaces
3.24
transporteur de gaz
société assurant l'acheminement du gaz d'un endroit à l'autre par canalisations
3.25
simulation de réseau
calcul d'un ensemble de pressions et de débits dans une canalisation ou un réseau sur la base de données
topologiques déterminées, de valeurs de débits aux points d'entrée et de sortie et de la pression et de la
température à différents points de la (des) canalisation(s), au moyen d'un modèle mathématique
NOTE Le but de toute simulation de réseau est de produire des informations sur un état futur du gaz en termes de
pressions et de débits. Le résultat de la simulation est une estimation de l'état du débit de gaz.
3.26
interface
emplacement sur une canalisation de transport ou de fourniture de gaz où s'effectue un changement de
propriétaire ou un transfert physique du gaz
NOTE Une interface dispose généralement d'un poste de mesurage associé.
3.27
société locale de distribution
LDC
société livrant du gaz à des clients industriels, commerciaux et/ou domestiques
3.28
poste de comptage
installation comprenant tous les équipements y compris la tuyauterie d'entrée et de sortie ainsi que les
robinets d'isolement et toute structure enveloppant l'équipement, utilisée pour le mesurage du gaz lors de son
transfert
[EN 1776:1998]
3.29
système de mesure
ensemble d'un ou plusieurs instruments de mesure et souvent d'autres dispositifs, comprenant si nécessaire
réactifs et alimentations, assemblés et adaptés pour fournir des informations destinées à obtenir des valeurs
mesurées dans des intervalles spécifiés pour des grandeurs de natures spécifiées
[ISO/CEI Guide 99:2007, définition 3.2]
4 © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
3.30
instrument de mesure
appareil de mesure
dispositif utilisé pour faire des mesurages, seul ou associé à un ou plusieurs dispositifs annexes
[ISO/CEI Guide 99:2007, définition 3.1]
3.31
vraisemblance (plausibilité)
propriété pour une valeur d'être dans des limites raisonnables
3.32
producteur
société assurant l'extraction du gaz naturel brut des gisements qui, après traitement et mesurage (d'ordre
fiscal), est livré sous forme de gaz naturel sec au système de transport
3.33
distributeur régional
société livrant du gaz aux sociétés locales de distribution et/ou aux clients industriels, commerciaux ou
domestiques
3.34
client domestique
personne dont les locaux qu'il occupe sont entièrement ou partiellement alimentés en gaz, ce gaz n'étant
destiné à aucune utilisation professionnelle, commerciale ou industrielle
3.35
erreur systématique
moyenne qui résulte d'un nombre de mesurages répétés du même mesurande effectués sous des conditions
de répétabilité, moins une valeur vraie du mesurande
3.36
traçabilité
propriété du résultat d'un mesurage ou de la valeur d'un étalon telle qu'il puisse être relié à des références
déterminées, généralement des étalons nationaux ou internationaux, à travers une chaîne ininterrompue de
comparaisons ayant toutes des incertitudes déclarées
NOTE Cette chaîne de comparaisons est appelée chaîne de traçabilité.
3.37
incertitude
paramètre, associé au résultat d'un mesurage, qui caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient être
raisonnablement attribuées à un mesurande
3.38
affectation variable
application d'un pouvoir calorifique, dans une procédure d'affectation fondée sur un ou plusieurs mesurages
au niveau d'un ou plusieurs postes de mesurage du pouvoir calorifique, au gaz traversant une ou plusieurs
interfaces
NOTE Ce pouvoir calorifique appliqué peut tenir compte du temps que prend le gaz pour être acheminé du poste de
mesurage du pouvoir calorifique aux postes de comptage du volume correspondant ainsi que d'autres facteurs, pour
calculer un pouvoir calorifique moyen pour un réseau, une reconstitution de l'état de la variation du pouvoir calorifique à
travers un réseau, etc.
3.39
point neutre
position, dans un réseau d'acheminement de gaz, où se situe la frontière entre différentes qualités de gaz
© ISO 2011 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
3.40
données non plausibles
données de mesure qui sont manifestement erronées compte tenu des conditions de mesurage à la station de
comptage et des conditions de débit du gaz
4 Symboles et unités
Symbole Signification Unité SI Unité hors système
E énergie MJ kWh
e débit d'énergie MJ/s kWh/h
3 3
H pouvoir calorifique
MJ/m ; MJ/kg kWh/m
NOTE 1 Lorsque le pouvoir calorifique est donné en mégajoules par mètre cube et le volume du gaz en mètres cubes,
ou que le pouvoir calorifique est donné en mégajoules par kilogramme et la masse du gaz en kilogrammes, l'énergie
calculée est alors exprimée en mégajoules.
Lorsque le pouvoir calorifique est donné en kilowattheures par mètre cube et le volume du gaz en mètres cubes ou que le
pouvoir calorifique est donné en kilowattheures par kilogramme, et la masse du gaz en kilogrammes, l'énergie calculée est
alors exprimée en kilowattheures.
Pour convertir des mégajoules en kilowattheures, diviser par 3,6.
m masse kg t
p pression (absolue) Pa, kPa bar, mbar
3
Q quantité de gaz t
m , kg
3
NOTE 2 Lorsque la grandeur est donnée en m , il convient qu'elle soit associée à des conditions de température et de
pression.
3 3
q débit volumique
m /h, m /s
V
q débit massique kg/s, kg/h
m
T
température (absolue) K
t temps s, h, j s, h, j
3
V volume (gaz)
m
Z facteur de compression
3
masse volumique
kg/m
température °C °F
Indices
i inférieur (pouvoir calorifique)
j nombre d'intervalles de temps
n conditions de référence normales (273,15 K; 101,325 kPa)
r conditions de référence standard recommandées par l'ISO (288,15 K;
101,325 kPa)
s supérieur (pouvoir calorifique)
6 © ISO 2011 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
5 Principes généraux
La quantité d'énergie, E, contenue dans une quantité de gaz donnée, Q, est obtenue par multiplication du
pouvoir calorifique, H, par la quantité de gaz correspondante.
L'énergie peut être directement mesurée (voir Figure 1) ou calculée à partir de la quantité de gaz et du
pouvoir calorifique de celui-ci (voir Figure 2).
Figure 1 — Schéma de mesure de l'énergie
Figure 2 — Schéma de détermination de l'énergie
La quantité de gaz est généralement exprimée en volume et le pouvoir calorifique est donné sur une base
volumique. Pour une détermination de l'énergie exacte, il est nécessaire que le volume du gaz ainsi que le
pouvoir calorifique soient exprimés par rapport aux mêmes conditions de référence. La détermination de
l'énergie est fondée soit sur l'accumulation dans le temps de résultats de calcul à partir d'ensembles
successifs de pouvoirs calorifiques et des valeurs de débit simultanées, soit sur la multiplication du volume
total et du pouvoir calorifique représentatif (affecté) pour la même période.
Dans les situations particulièrement marquées par une variation du pouvoir calorifique et lorsque les débits et
le pouvoir calorifique (représentatif) sont déterminés à des endroits différents, l'effet sur l'exactitude dû au
décalage dans le temps entre la détermination du débit et celle du pouvoir calorifique doit être pris en
considération [voir Article 11].
Le volume de gaz peut être mesuré et déclaré en tant que volume exprimé dans les conditions de référence
standard recommandées par l'ISO, ou il peut être mesuré dans certaines autres conditions et converti en un
volume équivalent exprimé dans les conditions de référence standard recommandées par l'ISO, en utilisant
une méthode appropriée de conversion de volume. La méthode de conversion de volume utilisée au niveau
d'un poste de mesurage du volume de gaz peut nécessiter des données relatives à la qualité du gaz
© ISO 2011 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 15112:2011(F)
déterminées à d'autres endroits. Pour les besoins de la présente Norme internationale, il convient d'utiliser les
conditions de référence standard recommandées par l'ISO et correspondant à 288,15 K et à 101,325 kPa,
telles que définies dans l'ISO 13443.
NOTE Pour la fourniture de gaz, d'autres conditions peuvent être utilisées, conformément aux normes ou lois
nationales. Les méthodes de conversion entre grandeurs déterminées dans des conditions différentes sont données dans
l'ISO 13443.
Le pouvoir calorifique peut être mesuré au niveau du poste de comptage de gaz ou à n'importe quel autre
point représentatif affecté au poste de comptage de gaz. Il est également possible d'exprimer la quantité de
gaz en masse et le pouvoir calorifique sur une base massique.
Ce principe général de détermination de l'énergie s'applique également aux cas cités dans l'Article 10, où la
quantité de gaz est exprimée sur une base volumique ou une base massique.
Pour calculer la quantité d'énergie du gaz traversant un poste de comptage de gaz pendant une période de
temps donnée, les méthodes de détermination de l'énergie décrites aux Articles 7 à 10 sont utilisées. Ces
méthodes font intervenir une opération d'intégration pendant une période de temps donnée; cette intégration
peut concerner
le débit d'énergie, ou
le débit de gaz dans le temps pour obtenir la quantité de gaz, laquelle est ensuite multipliée par le pouvoir
calorifique représentatif.
La méthode d'intégration peut être soumise à des accords contractuels ou à une législation nationale.
Les principes généraux de détermination de l'énergie évoqués aux Articles 7 à 10 sont indépendants de la
méthode avec laquelle les intégrations sont effectuées. La méthode d'intégration a une influence sur
l'incertitude concernant l
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.