Gas Standard와 Normal 단위의 차이점

이상기체 방정식을 이용한 가스 상태의 체적량 기준을 정할 때 EPC와 같은 상위 엔지니어링 그룹에서는 용량 단위를 Standard(STP.) 와 Normal(NTP) 두 가지 기준 중에서 한가지를 적용하여 명시합니다. 

 

두 가지 기준 모두 표준 단위로 사용하지만 이를 scf (Standard cubic feet)와 같은 단위 길이당 체적으로 환산하였을 때 수치적으로 차이가 있기 때문에 계산상에 오차가 발생할 수 있습니다. 

 

두 가지 단위의 표기법과 기준, 차이점 이를 SCF로 환산하였을 때 어떠한 차이점이 있을까요?

1. Standard 와 Normal 기준의 이해

 A. Standard Condition

   ☞ Standard Condition 에서는 약어로 stp.를 사용하며 가스 상태가 15°C 온도 상태에서
101.325 kPa 압력 조건일 때의 체적량을 기준으로 합니다.

  1) 정식 호칭

• STP - Standard temperature and pressure

  2) std. condition 표기 (*체적 단위는 m³를 적용)

• STP or std. m³

  3) std. Condition 기준 [압력은 절대압(abs.)를 적용]

• 15°C @ 101.325 kPa abs.

 

• 60°F @ 14.696 psi abs.

 

• 288.15 K @ 1.01325 bar abs.

B. Normal Condition

   ☞Normal Condition 은 약어로 "N"을 사용하며 가스 상태가 0°C 온도 상태에서 101.325 kPa 압력 조건일 때의 체적량을 기준으로 합니다.

   1) 정식 호칭

• NTP - Normal temperature and pressure

   2) Normal condition 표기 (*체적 단위는 m³를 적용)

• NTP or N m³

  3) Normal Condition 기준 [압력은 절대압(abs.)를 적용]

• 0°C @ 101.325 kPa abs.
• 32°F @ 14.696 psi abs.
• 273.15 K @ 1.01325 bar abs.

2. 관련 규격

* ISO 13443 Natural gas - standard reference conditions
* GPSA - Gas processors suppliers association

ISO 13443, 3항에서는 가스 표준 단위로 STP. 를 채택하고 있으며 GPSA Gas Volume relationships 항에서 STP. 를 1980년 기준으로 채택하였다고 기술하고 있습니다. 결과적으로 ISO와 GPAS 모두 stp. 를 가스 표준 단위로 사용하고 있습니다.


3. 체적 변환 값 (std & ntp to scf)

GPSA Gas volume relationships 항 에서는 STP, NTP의 체적유량 기준 값을 아래와 같이 정의하고 있습니다.

• 1 std.m³/hr = 35.38 scfh (standard ft³/hr) = 0.5897 scfm (ft³/min)
• 1 Nm³/hr = 37.33 scfh (standard ft³/hr) = 0.6222 scfm (ft³/min)

내용정리

가스 상태 물질의 표준 단위를 선택할 때 STD와 NTP 두 가지를 사용합니다. 두 가지 단위의 공통점은 압력 기준점으로 1기압 즉 101.325 kPa 를 적용하나 기준 온도를 stp.는 15°C, ntp 는 0°C를 적용한다는 점에서 차이점이 있습니다. 

 

이를 체적으로 표준 단위시간당 체적량으로 환산할 경우 기준온도에 따른 유량값( (stp = 35.38 ft³/hr , stp = 37.33 ft³/hr)에 차이가 있으므로 혼동을 야기할 수 있습니다. 

 

다시 말해 사양서 및 표준으로 정한 기준이 STP 인지, NTP 인지를 주의 깊게 살펴 계산 과정에서 생기는 오차를 줄여야 한다는 점을 기억해야겠습니다.

Inside Insights 였습니다.