中华人民共和国国家标准天然气发热量、密度和相对密度的计算方法

本标准参照采用国际标准ISO 6976-1983(E)《天然气发热量、密度和相对密度的计算》. 1 主题内容与适用范围本标准规定了当已知天然气的摩尔组成时,用各纯组分的物性值计算天然气的发热量[包括高(位)发热量和低(位)发热量]、密度和相对密度的方法. 本标准也描述了由分析方法精密度确定计算发热量的精密度的方法.     

一种用于测定天然气发热量的声光关联法

目的 介绍一种利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法,以便国内天然气质量检测和能量计量工作者与企业能更有效地开展该方法的研究和标准化,同时也为天然气发热量测定方法提供更多样性的选择。方法 在对比分析各种天然气发热量测定方法和相关标准优缺点的基础上,介绍了利用声速和可见光光谱关联测定天然气发热量的方法原理,并分析了一组气体标准物质采用气相色谱法和介绍的关联法测定获得的发热量数据。结果 利用声速和可见光光谱关联测定的天然气发热量测定值与按GB/T 11062-2020《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》的计算值一致性较好,对6种模拟天然气的二元气体标准物质,相对偏差在0.03%～0.42%之间;对5种模拟天然气的多元(最多14个组分)气体标准物质,相对偏差在-0.45%～0.38%之间。结论 初步验证了利用声速和可见光光谱关联法测定天然气发热量的可行性。该方法具有1 s内可获得多个数据、与流量测量同步、测量不受气体组分的限制和H₂影响的特点和优势。建议进一步开展准确度、测定范围、精密度以及现场应用的研究,并适时建立标准方法、发热量直接燃烧0级测...     

城市固体垃圾气化制合成天然气模拟研究

以城市固体垃圾为原料,O_2、水蒸气为气化介质,运用Aspen Plus模拟软件对垃圾气化制合成天然气过程进行模拟,考察O_2当量比(ER)、蒸汽进料与干燥垃圾质量比(m(S)/m(MSW))、甲烷化温度和甲烷化压力对合成天然气CH_4摩尔分数、低位发热量和能量转换率的影响。结果表明,降低ER、m(S)/m(MSW)和甲烷化温度及增加压力,有利于提高合成天然气CH_4摩尔分数、低位发热量和能量转换率。当ER为0.35、m(S)/m(MSW)为0.5、甲烷化温度和压力分别为250℃和0.5 MPa时,所得合成天然气满足GB 17820-2012《天然气》规定的二类天然气质量要求。     

天然气相对密度对流量计量的影响

本文根据天然气流量计量的特点，引用国家标准ＧＢ／Ｔ２３２３－９３《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量》和ＧＢ１１０６２－８９《天然气发热量、密度和相对密度的计算方法》，推导出计算天然气流量的实用方程，并指出相对密度测量的精度直接影响到天然气标准体积流量测量的不确定度。因此相对密度的误差也是天然气流量测量的一个十分重要的误差源。     

天然气发热量测定的溯源性

发热量是商品天然气最重要的技术指标之一,其量值的准确与否关系到天然气全产业链,影响重大。为此,详细介绍了天然气发热量的测定方法及其溯源性。测定天然气发热量有直接测定法与间接测定法,前者属物理化学测量范畴,以谱系学方式溯源;后者属分析化学测量范畴,以标准气混合物(RGM)方式溯源。化学成分量测量溯源链的建立,包括溯源对象与目标、测量方法与比较方法、化学成分测量基(标)准和化学成分测量溯源链的技术模型。热量计测量溯源链的建立,包括参比级(0级)热量计、甲烷纯组分发热量的测定及以参比热量计验证标准气体混合物(RGM)。同时,对相关的国际标准做了较为详尽的追踪报道:ISO 14111是第一个就化学成分测量中的溯源性作出规定的标准化文件,其实质是将分析结果的溯源还原为RGM溯源。为使ISO14111规定的溯源准则更好地应用于能量计量系统的测量不确定度评估,ISO又相继发布了ISO 10723:2012、ISO 14912和ISO15976等一系列国际标准以阐明溯源过程中偏差的检测与处理,为B类不确定度评估奠定了基础。     

天然气发热量,密度和相对密度的计算方法

目前国际上有两类(仪器直接测量和计算)方法能获得天然气发热量、密度和相对密度的标准方法。根据ISO6976及结合我国具体情况对上述三项物性值的计算法作以介绍。     

浅析天然气组成分析方法标准对精密度的要求

天然气组成分析是天然气工业中最为基础的分析项目,我国强制性标准GB 17820-2012《天然气》规定的二氧化碳浓度和高位发热量两个指标均与天然气组成分析有关,而分析结果的精密度要求是天然气组成分析方法规定的重要技术参数。比较了国内外天然气常规组成分析方法标准规定的精密度值,并通过试验,验证了不同方法分析结果所能达到的精密度,对各方法标准规定精密度值的合理性进行了探讨,其结论可为使用者选择合适的方法标准分析天然气组成提供借鉴。     

《天然气地球科学》征稿简则

(2012年2月修订)《天然气地球科学》(双月刊)为国内外公开发行的综合性、学术性刊物,其宗旨是评述天然气地球科学的研究进展,报道世界各国开发地壳中常规天然气的新理论、新技术、新方法,介绍我国天然气科技攻关和勘探新成果,促进我国天然气地质学学     

《天然气地球科学》征稿简则

(2012年2月修订)《天然气地球科学》(双月刊)为国内外公开发行的综合性、学术性刊物,其宗旨是评述天然气地球科学的研究进展,报道世界各国开发地壳中常规天然气的新理论、新技术、新方法,介绍我国天然气科技攻关和勘探新成果,促进我国天然气地质学学     

《天然气地球科学》征稿简则

<正>(2012年2月修订)《天然气地球科学》(双月刊)为国内外公开发行的综合性、学术性刊物,其宗旨是评述天然气地球科学的研究进展,报道世界各国开发地壳中常规天然气的新理论、新技术、新方法,介绍我国天然气科技攻关和勘探新成果,促进我国天然气地质学     

天然气物性的直接测定

天然气计量与天然的性参数的测定密切相关。国际标准化组织ＩＳＯ／ＴＣ１９３／ＳＣ２从１９９５年开始进行以仪器仪表直接测定天然气物性参数的标准化工作,包括压力、温度、密度、压缩因子、发热量等九项与天然气计量相关的物性参数,并已形成工作草案。我国近几年也逐步开始对天然气水露点、水含量、发热量等物性参数直接测定方法进行研究和标准化。文章扼要介绍了这些方法的原理、应用范围、仪器和条件、测定程序以及方法精密度     

天然气管道掺氢对天然气分析计量的影响

天然气管道掺氢输送是现阶段实现氢气长距离输送、规模化使用的有效手段之一，也是天然气工业向“碳中和”目标迈进的重要途径。氢气与天然气中其他常量组分物性差异较大，天然气管道掺氢将影响天然气的物性参数分析计量标准和设备适用性。为此，以3种典型天然气为例，系统分析了天然气物性参数随掺氢浓度的变化趋势，并讨论了天然气管道掺氢对天然气分析计量和相关设备的影响。研究结果表明：(1)当掺氢浓度达40%时，不同天然气的高位发热量、相对密度、沃泊指数、黏度、体积能量密度（10 MPa、20℃）分别下降约27%、35%、10%、20%和40%，压缩因子、声速（10 MPa、20℃）分别上升18%和34%左右；(2)现行天然气产品标准规定的指标限制了天然气掺氢浓度的范围，现有天然气分析计量标准、设备适用的氢气浓度较低，不利于掺氢天然气的准确分析和计量。(3)建议综合各参数确定技术经济性合理的掺氢浓度，修订《天然气：GB 17820—2018》和《进入天然气长输管道的气体质量要求：GB/T 37124—2018》，并开展实验及优化研究拓展分析计量方法、标准和设备的适用范围，合理选用天然气物性参数计算标准。结论认...     

管输压力下实时记录式天然气发热量测定设备的开发

在管输压力下精确测定烃类组分发热量的一种方法及其样机已经开发成功,此设备的价格可允许目前采用间歇式取样的用户实现发热量的在线测定,在每分钟内多次测量、报告和记录体积基发热量。由于吸光池是在接近管道压力的条件下操作,因而管道中天然气的能量流量可以由单位体积基发热量与体积流率的乘积直接输出。利用分光光度计和标准硅CCD检测器在波长约900nm处进行测量,通过其吸收光谱测定天然气组成和发热量。与波长较长的红外吸收光谱相比,此区域内天然气各烃类组分的吸收光谱的线性关系更好。故对C1～C6组分和水分而言,谱图可以更精确地拟合为各组分(以单位体积中分子数量表示的)浓度。然后,将各组分的浓度加和即可得到天然气的体积基发热量。此外,诸如压缩因子、密度和相对密度等参数也可以由测定的体积组成求得。     

天然气组成分析准确度对天然气贸易的影响

天然气气相色谱组成分析在天然气贸易中起着重要作用。论述了天然气组成分析准、确度对计算的发热量和烃露点的影响,而天然气标准气体是保证天然气分析结果准确可靠的一种计量器具。我国天然气标准气体准确度等级与国际上相比存在较大差异。本文介绍了美国西南研究院研究项目“气相色谱用天然气校准气体制备方法”中制备标气的“最佳经验做法”,并提出相关建议。     

对天然气能量计量方法实施的认识

根据国际标准化组织天然气技术委员会(ISO/TC193)发布的有关分析溯源性、色谱分析操作评价、标准气混合物(RGM)制备及发热量直接测定等国际标准,讨论了我国实施天然气能量计量时对测定结果精密度和准确度进行评价应采用的方法。同时,对正在制定中的国家标准天然气能量测定(征求意见稿)提出了若干建议。     

不同参比条件之间天然气物性值的换算系数

根据ISO13443,主要介绍了在不同参比条件下,天然气的体积、密度、相对密度、压缩因子、高位发热量、低位发热量和沃泊指数的换算系数和换算公式,并通过验算,表明ISO13443给出的换算系数和换算公式相互间是一致的.     

天然气能量计量探讨

按质论价是市场经济的公平方式。然而，长期以来天然气贸易计量是按标准状态下体积流量进行结算的，不管天然气组份如何，发热量是高或是低均是相等价格，这是不合理的。由于天然气是从各个油气田不同油气藏采出的，其组份千差万别，发热量各不相同，重组份多的天然气发热量就高，轻组份多的天然气发热量就较低，矿井气、人造煤气发热量就更低。为了克服这种不公平现象，天然气（燃气）进行能量计量是可取的。本文就如何进行天然气能量计量作粗浅的探讨。     

不同参比条件之间天然气性值的换算系数

根据ISO 13443,主要介绍了在不同参比条件下,天然气的体积,密度,相对密度,压缩因子,高位发热量,低位发热量和沃泊指数的换算系数和换算公式,并通过验算,表明ISO 13443给出的换算系数和换算公式相互间是一致的。     

混氢天然气管道标准孔板流量计适应性研究

目的 将氢气掺入天然气管道中会改变管道内气体的性质和流动状态,可能会影响标准孔板流量计计量准确度,采用ANSYSY Fluent对混氢天然气管道标准孔板流量计进行适应性研究。方法 比较了不同混氢量的天然气对流出系数、可膨胀系数、相对密度系数、超压缩系数、流速及差压的影响。结果 在303.15 K、3 MPa,混氢量为0%～30%的条件下,随着混氢量的增加,会导致差压上升;导致相对密度系数、可膨胀系数和超压缩系数下降;导致流速上升,使测量流量增加。结论 由于氢气的发热量低于天然气,因此,针对混氢天然气,建议采用能量计量。混氢天然气不会对标准孔板流量计准确度产生较大影响。     

油田伴生天然气的计量

油田伴生气（又称湿气）一般采用标准孔板流量计计量,即采用SY／T6143－1996《天然气流量的标准孔板计量方法》行业标准进行设计与计算。该标准中《天然气压缩因子的计算》引用了AGANX－19,提出当天然气真实相对密度和组分超出规定范围时,建议采用美国煤气羁会输气计量委员会的AGA8号报告进行计算。此标准可满足大我数管输天然气的计量要求,但对油田伴生气（高密度值的湿气）按标准中推荐的公式计算压缩因子,将超出限制条件而无法计算出结果。因此标准中提供的因子计算公式不适合油田伴生天然气的计算。