天然气热值及密度计算.docVIP

[组图]天然气热值与密度的计算 ???热????? 天然气热值与密度的计算 作者：金志刚?范… 文章来源：天津大学 点击数： 10013 更新时间：2009-4-4 22:10:31 The author suggests using different symbols and subscript symbols to distinguish dry natural gas and wet natural gas and to differentiate their units to avoid confusion in practice. It is proposed that latent heat of water vapor should not be considered when calculation of gas calorific value. 引言 天然气已经是国际市场上的商品。在交易时天然气的热值与密度是表明天然气质量的重要参数，其中热值就能直接影响价格。国际标准要求，根据天然气的摩尔成分用计算方法计算天然气的热值与密度。城市燃气界，一般用水流式热量计测定燃气热值，或者根据燃气体积成分计算。这样做，对于一般工程计算是能够满足要求。但是，对于大型天然气交易就欠精确。同时与我国GB/T11062标准有一定矛盾，与国际标准ISO 6976也不能接轨。GB/T11062-1998 neq ISO 6976(以后简称GB/T11062，见参1)是参照国际标准制定的国家参考标准。该标准中有一些概念在城市燃气界中时常被忽略。今后城市燃气界根据具体任务的要求，也需要参照国际标准计算天然气的热值与密度。为此本文介绍的用摩尔成分的计算方法和主要基础数据基本来源于GB/T11062。文中的符号也基本与该标准的符号相同。 本文仍使用城市燃气界的习惯用语“热值”(Calorific values)，没有使用 “发热量”的名词。为了使读者便于理解，作者在原有的例题中，增加了由天然气成分的体积百分数换算成摩尔分数和湿天然气热值的计算内容。 作者建议用不同符号的下标来分清“干天然气”与“湿天然气”以及其在量纲上的差别。这样可以避免，实际运用时发生混淆。同时还提出不考虑水蒸气潜热的观点。这篇文章主要是在学习GB/T与ISO的基础上提出作者个人的体会与建议，只供有关人士参考。不当之处还望指正。 一. 基本概念与基础数据 （一）? 基本概念、数据与使用范围 1. 热值与密度的定义 (1) 热值 高位热值superior calorific value：规定量的燃气在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应发生时，压力为p1，温度为t1。在燃烧过程中压力p1保持恒定。完全燃烧后，所有燃烧产物的温度降至规定的反应温度t1。除燃烧中生成的水在温度t1下全部冷凝为液体外，其余所有燃烧产物均为气态。 低位热值inferior calorific value：规定量的燃气在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应发生时，压力为p1，温度为t1。在燃烧过程中压力p1保持恒定。完全燃烧后，所有燃烧产物的温度降至规定的反应温度t1，所有的燃烧产物均为气态。 燃烧参比条件与计量参比条件 燃气热值受燃烧反应发生时的温度与压力影响，所以要求标注燃烧参比条件。 燃烧参比条件：根据燃气热值的定义，燃烧反应发生时的温度与压力，影响热值的量值。为此在标注燃气的热值时，需要标明燃烧参比条件。由于燃烧参比条件中的压力一般固定为101.325kPa，所以只需标注燃烧参比条件中的温度即可。 燃气的体积受温度压力的影响，所以需要标注计量用的参比条件。 计量参比条件：燃气是气体燃料，通常是以体积计量的。为此就要考虑温度、压力对体积的影响。在城市燃气界习惯用“标准状态”规定计量体积时的温度与压力。通常1标准立方米是指在压力为101.325kPa，温度为0℃时的体积。各个国家规定的标准状态中的压力均为101.325kPa。但是，温度就有差异了，甚至于在我国，不同行业规定的温度都不一样，并且很难统一。为此在标注体积热值时，除了标注燃烧参比条件外，还必须标明体积的计量的参比条件，即计量体积用的参比压力与参比温度。既然标注出计量参比温度与压力就没有必要再提“标准状态”了。 (2) 密度与相对密度 天然气的密度： 在规定温度与压力条件下，干天然气的质量除以它的体积。 天然气的相对密度： 在相同的规定温度与压力条件下，干天然气的密度除以由标准成分组成的干空气的密度。 注：以上提到的天然气热值与密度是指没有水分的干天然气的热值与密度。 2. 理想气体与真实气体 在城市燃气界中，除了液化石油气外，其它的城市燃气都可近似地认为是理想气体。实际上各种气体与理想气体都有一定差别，