Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție Capitolul I pagina 7 Capitolul I Generalit ăți 1.1. Scurt istoric privind industria gazier ă din… [612965]

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 7

Capitolul I
Generalit ăți

1.1. Scurt istoric privind industria gazier ă din România
Descoperirea gazului natural în România a avut loc prima data in 1909, la S ărm ăș el
(jude țul Mure ș, în prezent), opera țiunile de foraj dup ă s ăruri de potasiu urmau s ă descopere o nou ă
industrie în viitoarea Românie: industria gazelor n aturale.
Exploatarea de s ăruri de potasiu (considerate un înlocuitor pentru s area de buc ătărie) de la
Sărm ăș el func ționa din 1908, dar lucr ările au devenit tot mai dificile din cauza unor acu mul ări de
gaze care ingreunau ac țiunea de foraj. La peste 300 de metri adâncime, s-a descoperit c ă presiunea
gazelor atingea zece atmosfere, cu un debit de 900. 000 de metri cubi în fiecare zi. Exploatarea
gazelor naturale din z ăcământul de la S ărm ăș el a devenit eficient ă, îns ă, abia patru ani mai târziu,
când inginerii au reu șit s ă extrag ă în siguran ță gazele naturale, livrate pentru înc ălzit, producerea
de metanol sau negru de fum. Ulterior s -au demarat multiple activit ăți cu scopul de a extrage o
cantitate cât mai mare de gaz din z ăcămintele de pe teritoriul ță rii.
Fig.1.1 Sonda 1 S ărm ăș el 1908[1]

Totodat ă, gazele naturale, dup ă ce au fost aduse la suprafa ță necesit ă parcurgerea a mai
multor procedee pentru ca acestea s ă poat ă fi utilizate, atât în industrie, cât și pentru uz casnic.

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 8

Etapele principale parcurse de gazul natural din z ăcămâmt pân ă la punctul de ardere sunt:
• Extrac ție;
• Transport;
• Distribu ție.
În acest proiect toat ă aten ția este concentrat ă pe etapa de transport a gazelor naturale.
Prima organiza ție specializat ă de profil , din România și din Europa, sub denumirea "Erste
Siebenbuergische Erdgas Aktiengesellschaft –traduce re: Prima Societate Transilv ănean ă pentru
conductul gazului pe p ământ ", a fost infiin țat ă în anul 1912 la Turda, pentru care principalul
obiect de activitate a fost transportul și valorificarea gazelor naturale din z ăcământul S ărm ăș el, a
început construirea unei conducte de transport gaz metan, în lungime de 55 km și diametrul de
153 mm de la S ărm ăș el la Turda, lucr ările fiind finalizate în anul 1914.

Fig. 1.2. Prima conduct ă de transport gaze natural din România[1]

În anul 1925 s-a înfiin țat Sonametan Societatea National ă de Gaz Metan iar în 1928 este
finalizat ă montarea sta ției de comprmare a gazelor la S ărm ăș el, dotat ă cu 3 motocompresoare
orizontale Ingersol Rand.
În 1965 Romania devine prima țar ă din Europa în care se construie ște pe traseul unei
conducte magistrale, o sta ție de comprimare gaze.

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 9

1.2. No țiuni teoretice despre gazele naturale
Gazele naturale sunt fluide în stare gazoas ă care se g ăsesc în z ăcăminte subterane în diferite
compozi ții, procentul cel mai mare fiind de ținut de metan CH4, restul componentelor sunt
hidrocarburile gazoase: etan C 2H6, propan C 3H8, butan C 4H10 și altele. În propor ții considerabil
mai mici, gazele naturale mai con țin și alte gaze precum azot, hidrogen, argon, oxizi, di oxid de
carbon și hidrogen sulfurat.

Gazul perfect : reprezint ă gazul format din molecule perfect sferice, perfect elastice, lipsite
de for țe de interac țiune, au volum neglijabil și poate fi asem ănat cu un gaz real în condi ții de
presiune foarte mic ă și de temperatur ă foarte înalt ă.[7]

Ecua ția de stare a gazelor reale:
– pentru un kmol de substan ță :

 
=

⇒ 
=

 =
∗.
. ∗  = 
 (1.1)

unde:
• PN = 101325 N/m2 = 1.01325 bar este presiunea normal ă fizic ă;
• VMN = 22.414 m3 volumul unul kmol de substan ță în condi ții normale fizice;
• TN = 273.15 K = 0°C temperatura normal ă fizic ă;
• RM = 8314 J/(kmol*K) constanta universal ă a gazelor perfecte;

– pentru un kmol de substan ță :

pv = RT (1.2)

unde:
• v – volumul specific al gazului perfect [m3/kg]

Gazele reale: Gazul naturale se gase ște în condi ții de referin ță standard la temperatur ă și
presiune men ționat ă în continuare:
• Ps=101,325 kPa=1,01325Bar

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 10

• Ts=288,15 K=15C

Ecua ția de stare pentru gazele naturale reale este:

 =  (1.3)
unde:
p – presiunea [bar],
v – volumul[m3],
z – factorul de neidealitate,
n – num ărul de moli,
R – constanta R(specific ă fiec ărui gaz),
T – temperatura[K].

1.2.1 Propriet ățile gazelor naturale

• Densitatea: reprezint ă mărimea fizic ă definit ă prin raportul dintre masa și volumul unui
corp, în kg/m 3 , în condi ții normale de temperatura și presiune[00C și 760 mmHg]. [7]

Densitatea gazului metan la P N și TN = de 0,716 kg/m 3.

Ecua ția pentru determinarea densit ății:

 =
 (1.4)

unde:
•  – densitatea[kg/m 3];
• m – masa [kg];
• v – volumul [m 3].

• Densitatea relativ ă: La o presiune și temperatur ă de referin ță , densitatea gazelor rezult ă
din rela ția:


=
, (1.5)

unde:
• 22,414 – volum ocupat de un kmol de gaz, în condi ții normale(m 3);
• M – masa molecular ă a gazului monocomponent(kg/kmol).

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 11

• Vâscozitatea gazelor naturale: fenomenul numit vâscozitate este datorat mi șcarii tuturor
fluidelor care genereaz ă for țe interne între moleculele de fluid.
Vâscozitatea este o proprietate a gazului real, dar nu și a celui ideal, care este lipsit de frec ări
interne.Prin vâscozitate întelegem proprietatea pe care o au fluidele reale de a opune rezisten ță în
cazul în care dou ă straturi paralele se deplaseaz ă cu viteze diferite.

Văscozitatea gazelor depinde de compozi ția acestora
-scade cu densitatea,
-cre ște cu presiunea și cu temperatura.
Pentru a determina vâscozitatea unui gaz natural ut iliz ăm rela ției:

μ= μ0 
 ∗ !
"#$
 !
%, (1.6)
unde :
• µt – vâscozitatea dinamic ă t0C;
• µ0 – vâscozitatea dinamic ă t0 = 0 0C;
• T – temperatura absolut ă;
• C – constanta lui Sutherland: 112 pentru oxigen, 16 4 pentru metan, 225 pentru etan și 322
pentru propan.

• Factorul de volum al gazelor: reprezint ă raportul ocupat de o cantitate de gaze reale, în
condi ții de presiune și temperatur ă date, și volumul ocupat de aceea și cantitate de gaze în condi ții
normale sau standard:

00
TT
ppZbg= (1.7)
în care:
• bg – factorul de volum al gazelor, m 3N/m 3;
• Z – factorul de abatere sau de neidealitate;
• T – temperatura gazelor, K;
• T0 – temperatura normal ă, K;
• p – presiunea la care sunt supuse gazele, Pa;
• p0 – presiunea normal ă, Pa.

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 12

• Compresibilitatea: proprietatea corpurilor manifestat ă prin mic șorarea volumului lor sub
ac țiunea for țelor exterioare de compresiune.
Compresibilitatea este caracterizat ă cantitativ prin coeficientul de compresibilitate β și are
unitatea de m ăsur ă în S.I m 2/N:

,1
TpV
V

∂∂− =β (1.8)

• Căldura specific ă: reprezint ă c ăldura schimbat ă cu mediul exterior de c ătre unitatea de
cantitate de substan ță când aceasta î și modific ă temperatura cu un grad. Unitatea de cantitate de
substan ță poate fi exprimat ă:
• Masic:
TmQcΔ=, 

kgK kJ (1.9)
• Volumic: , 



KmkJ
3
N (1.10)
• Molar:
TnQCmΔ=,

kmolK kJ (1.11)

Pentru gaze perfecte, c ăldurile specifice sunt constante, pe când pentru ga ze reale depind de
temperatur ă și de presiune.

• Capacitatea caloric ă: a unei substan țe a c ărei temperatur ă termodinamic ă cre ște cu 1 K,
când prime ște cantitatea de c ăldur ă de 1 J.

TQCdd= (1.12)

unde:
• C este capacitatea caloric ă, J/K;
• T – temperatura gazelor, K;
• Q – cantitatea de c ăldur ă, J;

TVQC
NΔ=

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 13

• Puterea caloric ă: reprezint ă cantitatea de c ăldur ă eliberat ă la arderea unei unit ăți de mas ă.
Unitatea de m ăsur ă în S.I. este [J/Kg].

VQPc= (1.13)

Puterea caloric ă inferioar ă.
Puterea caloric ă inferioar ă sub presiune constant ă a unui gaz combustibil reprezint ă
cantitatea de c ăldur ă produs ă prin arderea complet ă a unui m 3N de gaz, în urm ătoarele condi ții:
Gazul combustibil, aerul pentru combustie și gazele rezultate prin ardere s ă aib ă aceea și
temperatur ă și presiune;
Apa din gazul combustibil și apa format ă în timpul arderii se consider ă în stare de vapori.

Puterea caloric ă superioar ă
Puterea caloric ă superioar ă sub presiune constant ă a unui gaz combustibil reprezint ă
cantitatea de c ăldur ă produs ă prin arderea complet ă a unui m 3N din gaz, în urm ătoarele condi ții:
Gazul combustibil, aerul pentru combustie și gazele rezultate prin ardere s ă aib ă aceea și
temperatur ă și presiune;
Apa din gazul combustibil și apa format ă în timpul arderii în stare de vapori, se consider ă,
dup ă ardere, în stare lichid ă.

• Vaporizarea: reprezint ă fenomenul de trecere, în momentul în care o substa n ță i și schimb ă
starea de agregare, din lichid în stare de vapori.
Vaporii se numesc:= satura ți dac ă o sc ădere infinit mic ă de temperatur ă provoac ă lichefierea
= supraînc ălzi ți dac ă pentru lichefiere este necesar ă o sc ădere final ă de
temperatur ă.
Procesul invers vaporiz ării se nume ște condensare.
Fierberea este descris ă ca și procedeul de vaporizarea intens ă produs ă în toat ă masa
lichidului datorit ă unei absorb ții masive de c ăldur ă;
Evaporarea este descris ă ca o vaporizare mai lent ă, produs ă doar la suprafa ța licidului.
Vaporii suprasatura ți pot fi umezi sau usca ți. Cei umezi reprezint ă un amestec de vapori cu
pic ături foarte fine de lichid. Vaporii satura ți usca ți sunt cei în care nu mai exist ă nici o pic ătur ă
de lichid.

Iuliu-Cristian CIOTÎRC Ă Lucrare de diserta ție

Capitolul I pagina 14

Titlul de vapori reprezint ă cantitatea de vapori satura ți usca ți dintr-un kg de vapori umezi.
Afirma ția titlul de vapori x = 0,8 înseamn ă c ă într-un kg de vapori umezi exist ă 0,8 kg vapori
satura ți usca ți și 0,2 lichizi.
Căldura latent ă de vaporizare reprezint ă cantitatea de c ăldur ă necesar ă pentru transformarea,
la temperatur ă constant ă și presiune variabil ă, a unui kg lichid în abur saturat uscat sau c ăldura
necesar ă pentru trecerea lichidului în stare de satura ție la aburul saturat uscat.[7]