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天然氣能量計算與天然氣熱值氣相色譜儀
發表時間:2021-11-18

? ? ? ?在天然氣計量方面,有體積計量、質量計量、能量計量幾種方式,目前國際上普遍采用能量計量方式進行貿易結算,即將流量計測得的體積(或質量)流量乘以在線分析儀測得的發熱量(熱值),從而得到其能量。作為燃料的天然氣,其商品價值是其所含的發熱量,即使用天然氣的實質是天然氣的能量,采用能量計量方式進行貿易結算是科學、合理的,因為同樣體積(或質量)的天然氣,其發熱量不一定相同,甚至差異較大。

? ? ? ?我國以前采用體積(或質量)計量方式進行貿易結算,近年來國家頒布了一系列標準,規定逐步采用能量計量方式替代體積(或質量)計量方式進行貿易結算,以便與國際標準接軌,同時也使天然氣的貿易結算更趨科學、合理。與此有關的標準主要如下:

GB/T 18608-2001???天然氣計量系統技術要求

GB/T 18604-2001???用氣體超聲流量計測量天然氣流量

GB/T 18940-2003???封閉管道中氣體流量的測量 渦輪流量計

SY/T 6148-2004?????用標準孔板流量計測量天然氣流量

GB 17747.1~8-1999 ??天然氣壓縮因子的計算

GB/T 11062-1998????天然氣發熱量、密度、相對密度和沃泊指數的計算方法

GB/T 13609-1999????天然氣取樣導則

GB/T 1368-1999?????天然氣的組分分析??氣相色譜法

GB/T 17281-1998???天然氣中丁烷至十六烷烴類的測定?氣相色譜法

? ? ? ?天然氣的發熱量、密度和沃泊指數計算由天然氣熱值色譜儀自動完成,下面根據GB/T11062-1998《天然氣發熱量、密度、相對密度和沃泊指數的計算方法》,簡單介紹有關概念、計算步驟和公式。

(1)氣體的發熱量

高位發熱量(superior calorific value)規定量的氣體在空氣中完全燃燒時所釋放出的熱量。在燃燒反應發生時,壓力p1保持恒定,所有燃燒產物的溫度降至與規定的反應物溫度t1相同的溫度,除燃燒中生成的水在溫度t1下全部冷凝為液態外,其余所有燃燒產物均為氣態。

低位發熱量(inferior calorific value)規定量的氣體在空氣中完全燃燒時所釋放出的熱量。在燃燒反應發生時,壓力p1保持恒定,所有燃燒產物的溫度降至與規定的反應物溫度t1相同的溫度,所有燃燒產物均為氣態。

高位發熱量用H,表示,低位發熱量用H;表示,兩者的區別在于:Hs包括燃燒產物中的水蒸氣完全冷凝為水時放出的氣化潛熱,而H;不包括這部分氣化潛熱。

天然氣能量計量中一般按高位發熱量進行計算。

當上述規定量的氣體分別由摩爾、質量和體積給出時,發熱量分別稱為摩爾發熱量(用H表示)、質量發熱量(用?表示)和體積發熱量(用H表示)。

(2)燃燒參比條件和計量參比條件

燃燒參比條件 指規定的燃料燃燒時的溫度t1和壓力P1.

計量參比條件 指規定的燃料燃燒時,計量的溫度t2和壓力P2.

我國目前使用的計量和燃燒參比條件相同,即t1=t2=20=293.15K,p1=P2=101.325kPa.

國際標準化組織ISO規定的計量和燃燒參比條件為:t1=t2=15℃=288.15K,P1=P2=101.325kPa.

世界各國使用的計量和燃燒參比條件不完全相同,如美、英等國的計量和燃燒參比條件為15.6℃(60°F)及101.325kPa.

(3)計算示例

用在線色譜儀測得天然氣各組分的摩爾分數如表所示,試計算其體積高位發熱量和密度。參比條件為國際標準化組織ISO標準參比條件:t1=t2=15℃=288.15K,p1=P2=101.325kPa.

天然氣各組分的摩爾分數

組分

摩爾分數xj

組分

摩爾分數xj

甲烷

乙烷

丙烷

丁烷

2-甲基丙烷

0.9247

0.0350

0.0098

0.0022

0.0034

正戊烷

氮氣

二氧化碳

總和

0.0006

0.0175

0.0068

1.0000

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