GB T 11062-1998 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法.pdf

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1、GB/T 11062一1998前也一问本标准非等效果用国际标准ISO6976: 1995天然气一发热量、密度和相对密度的计算儿是对GB 1106289的修订。本标准与第一版相比，本次修订主要增加了摩尔发热量和质最发热蠢的计算方法，增加了沃泊指数的计算方法，为了适应国际贸易的发展需要，增加了术语一一燃烧参比条件和计量参比条件。本标准自实施之日起，同时代替GB11062 89. 本标准的附最A是栋准的附录，附录B、附录C、附录D和附录E是提示的附录。本标准由中国石油天然气总公词提出。本标准由中国石油天然气总公司规划设计总院归口。本帐准起草单位：中国石油天然气总公司四川石油管理周天然气研究院。本标准

2、主要起草人z庸紫、夏朝中栏。本标准于1989年3月31日首次发郁。1 范围中华人民共和国国家标准天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法Natural gas-Calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition GB/T 11062 1998 neq ISO 6976: 1995 代替GB11062 89 本标准规定了巳知用摩尔分数表示的气体组成时，计算干天然气、天然气代用品和其他气体燃料的高位发热量、低位发热量、密度、相对密度及沃泊指数的方法。本方法同时

3、给出了所计算各物性值的估计的精槽度。用于以摩尔质量为基准的物性的计算方法适用于任例千天然气、天然气代用品以及通常是气体状态的其他燃料。对于以体积为基准的物性计算，本方法仅局限于组成中甲惋摩尔分数不小于0.5的气体。本标准的表1至表5给出了计算时所需的基础物性值，附录A给出了计算中采用的辅助常数的最值。战1 如果气体组成是以体积分数给出，则日该将其换算成摩尔分数（见附录白。然而值得注意的是所换算出的摩尔分数的不确定度将大于原来体积分数的不确定度。2 就本标准而言，用于加和的各组分摩尔分数应统到小数点后第四位（0.0001），对于摩尔分数大于0.000 05的所有细分均应考虑在内。3 对于所计算的

4、体积发热量，除甲统外对其余可能出现的各组分的含量也有所限制。通常，凡的摩尔分数不应超过0.3;C02和C2凡的摩尔分数均不应超过0.15；其他组分的摩尔分数不应超过0.05。在这些限制条件下，计算值的不确定度应在0.1%之内。4 水帮气对发热最的影响，或者直接进行测辑或者通过计算得到将在附录C中进行讨论。5 为使所描述的计算方法有效可行，气体在所描述的参比条件下必须处于其怪蹲点之上。2 定义本标准使用下列定义。2. 1 高位发热量superior calorific value 规定量的气体在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应发生时，服力Pi保持假定，所有燃烧产物的温度降茧与规定的反应

5、物温度t1相同的温度，除燃烧中生成的水在制度t1l金部冷凝为液态外，其余所有燃烧产物均为气态。上述规定的气体量由摩尔给出时，则发热最表示为ll,J一一真实气体体积发热量（高位或低位）；Zm1x (tz，扣）在计量参比条件下的压缩因子。压缩因子Zmix(tz Pz），用和中给出的各组分的求和因子布时（计算。8 相对密度、密度和沃泊指数的计算8. 1 理想气体8. 1. 1 理想气体的相对密度按式（9）计算：式中：do理想气体的相对密度；M1组分j的摩尔质量；do M一一标准组成的干空气的摩尔质撞。J是：“( 8 ) . ( 9 ) 表l给出了各组分的摩尔质蠢的数值，表Al始出了干空气的摩尔组成，

6、由此导出的标准组成的干空气的摩尔质量为28.962 6 kg kmol叫loa.1. 2 理想气体的密度按式(10）计算：式中：po(t,p）理想、气体的密度；R一一摩尔气体常数；T绝对温度。（t，户）N （史）亨丁x,MRT纣 ( 10 ) GB/T 11062 1998 s. 1. 3 理想气体的沃怕指数按式(11)计算：H ;t1 v (t2，扣）W0t1 ,v屿，扣）且式中：wo理想气体的沃泊指数；H按7.1的公式计算。s.2 真实气体s. 2. 1 真实气体的相对密度接式(12）计算：. ( 11 ) d(t，户）d0 Z.;,(t，户）Zm;.(t ,p) . ( 12 ) 式中：

7、d(t，）一一真实气体的相对密度；Zm四（t，户）气体的压缩因子；Z.;,(t,p）一一标准组成的干空气的压缩因子。Zmix (t P）用表2给出的各组分的求和因子d：按式(l)t十算，Z.;,(Z缸，（273.15K,101. 325 kPa)=O. 999 41 Z.;,(288.15 K,101. 325 kPa)=O. 999 58 Z.;,(293.15 K,101. 325 kPa)=O. 999 63 s.2.2 真实气体的密度按式(13）计算：pc (t，户）（t，户）二L二Zmix (t，户）. ( 13 ) 式中：p(t，户）一一真实气体的密度。8. 2. 3 真实气体的庆

8、油指数按式(14）计算：Wt1,V仇，户z)JlJm、，“2嗣lht) : bz aLW翩翩P，、22V二。，一一，dlr1 4，“V叫4ll叫、5而H一. ( 14 ) 式中：W一一真实在飞体的沃怕指数；H，一按7.2的公式计算。性9：在本条描述的各种计算中，在单位的使用上服加以小心，特别是密度的计算。摩尔气体常数反的单位以J mo！K一I表示，压力户以kPa表示，摩尔质量M以kgkmol1表示，密度通过计算自动导出SU粮位，以kg m 3表示。9 稠密度计算获得的物性值的精密度完全由分析过程中的随机误援引起，每个计算获得的物性值的精密度主要取决于分析数据的精密度，可用道复性和再现性来表示。

9、9. 1 重复性的估算在置信水平为95%时，物性值的草复性按式(15）计算：一川（Yi- Y)2l 0 5 l.lY出2./ 2 I古？L n -1式中：l.lY物性值Y的熏复性；Y；一一由气体第i次分析所计算的物性值；于一n个Y，值的算术平均值。当分别用H、M、d、和W替换式(15）中的Y，可计算得到重复性l.lH、l.lM、Lld、Llp和t.W。在置信水平为95%时，物性值的重复性也可由分析数据直接计算得到。. ( 15 ) GB/T 11062-1998 a）当除用烧外的所有组分均被分析，甲惋（j=l）的浓度由兼减法计算得到时，则发热攘的建复性t:i.H按式(16）计算：N t:i.H

10、ix = t:i.xi (HJ -H）2o. 5 式中：t:i.H；白白白白白t:i.x一一N个组分的媲合物中组分jj摩尔分数的重复性；HJ一一细分j的理想气体发热量；用烧的理想气体发热景。b）当包括申烧在内的所有组分都被分析时，则：AH；x非（习!:i.xj1Q 165.31 165.08 154.04 165.01 154.03 31 乙基环戊烧195.90 182.74 206.89 192.81 206.65 192.78 206.50 192. 75 192.48 179.61 192.41 179.60 32 环巳烧167.31 156.03 176. 70 164.64 176.

11、50 164.60 176.36 164.58 164.39 153.36 164.33 153.35 33 甲基环己烧194.72 181. 56 205.64 191. 57 205.41 191. 53 205.26 191.51 191. 32 178.45 191. 25 178.44 34 乙基环己烧222. 75 207.72 235.25 219. 16 234.98 219.13 234.81 219. 10 218.87 204. 16 218. 79 204. 15 35苯139.69 134.05 147.45 141. 42 147.36 141. 41 147.29

12、 141. 40 137.27 131. 76 137.24 131. 75 36 甲苯167.05 159.53 176.35 168. 31 176.22 168.29 176.13 168.28 164. 16 156.80 164. 12 156.80 37 乙苯194.95 185.55 205.81 195.76 205.65 195. 74 205.55 195.73 191. 57 182.38 191. 52 182.37 38 邻二甲苯194.49 185.09 205.32 195.27 205.17 195.26 205.06 195.24 191. 12 181. 9

13、3 191. 07 181. 92 39 甲膊32.36 28. 60 34.20 30. 18 34. 13 30. 17 34. 09 30.16 31. 78 28.11 31. 76 28. 10 40 甲硫醇52.45 48. 70 55.40 51. 37 55.33 51. 37 55.30 51. 37 51. 54 47.86 51. 52 47.86 41 氧气12. 102 l0.223 12. 788 10. 777 12.767 10.784 12. 725 10.788 11.889 10.050 11. 882 10.052 42水1. 88 。2.01 。1.

14、98 。1. 96 。1. 84 。1. 83 。43硫化氟23:78 21. 91 25. 12 23.10 25.09 23.11 25.07 23.11 23.37 21. 53 23.36 21. 53 44辄16.22 13.40 17. 16 14. 14 17.11 14.14 17.08 14. 13 15. 93 13. 17 15. 91 13. 17 GB/T 11062-1998 表5（完）理想体积发热量H0,MJ m-3 组分15/15 。（）15/0 25/0 20/20 25/20 高位低位高位低位高位低位高位低位高位低位高位低位45 氟化氢28.41 27.47

15、 29.98 28.97 29.97 28.98 29.96 28.98 27.92 27.00 27. 91 27.00 46 一氧化碳11. 96 11. 96 12.62 12.62 12.62 12.62 12.63 12.63 11. 76 11. 76 11. 76 11. 76 47 硫氯碳23. 18 23. 18 24.45 24.45 24.46 24.46 24.46 24.46 22. 79 22. 79 22. 79 22. 79 48 二硫化碳46. 70 46. 70 49.26 49.26 49.27 49.27 49.28 49.28 45. 71 45.91

16、 45.91 45.91 垃1 水燕气的非零发热量是通过高位发热量的定义推导出来的，即要求燃烧产物中所有的水煮气均冷凝为液相。因此换句话说，存在于子气中的任何水燕气将为掘合物的高位发热量贡献其汽化潜热。2 在任何情况下，燃烧和计嚣的参比压力均为101.325 kPa。3 表头“t1/t2”分别指燃烧和计最参比温度。A1 摩尔气体常数GB/T 11062 1998 附景A（标准的附录辅助常敏的量值目前推荐的摩尔气体常数R的量值是：R = (8. 314 510土0.000 070) molK什A2 干空气的性质表Al给出了所推荐的干空气的摩尔组成。干空气的摩尔质量为2M町尘器28.962 6 k

17、g kmol什标准组成的干空气在三个常用的计量参比条件下的压缩回子取值为：Zai,(273. 15 K, 101. 325 kPa) = O. 999 41 Z.;,(288. 15 K, 101. 325 kPa) = O. 999 58 Zai,(293. 15 K, 101. 325 kPa) = o. 999 63 由此得出的标准组成的干空气的真实气体密度分别是z组成氮气氯气氧气二二氧化碳规气氯气pai.(273.15 K,101. 325 kPa) = 1. 292 923 kg m p.;,(288.15 K,101. 325 kPa) = 1. 225 410 kg m-3 pa

18、i,(293.15 K,101. 325 kPa）口1.204 449 kg m-3 表Al干空气的摩尔组成摩尔分数组成0. 781 02 甲烧o. 209 46 氧气0. 009 16 氯气0. 000 33 一氧化二氮0. 000 018 2 氧化碳0. 000 005 2 佩气附录B（提示的附录）体积分撒到雕尔分徽的换算摩尔分数o. 000 001 5 0. 000 001 1 0. 000 000 5 0. 000 000 3 0. 000 000 2 0. 000 000 1 在计最爱量比条件（t21P2）下，如果气体组成是以体积分数纷出，可按式(Bl)将体积分数换算到摩尔分数。对所

19、有的组分j而盲：式中：X广一组分j的雕尔分数px j 一旦Z1p(tz，户2= Zmix(t2 Pz) 所以：0. 739 18 (15，101. 325 kPa) = z 0. 7 40 88 kg m一30. 997 71口报告数据取为0.740 9 kg m一30 E4. 3 抚泊指数根据8.1.3，理想气体的沃泊指数按式（l）计算如下：wot1,V屿，扣）Ht1, V(tz ,pz)J n ( ElO ) 所以：38.870 W015 C, V 05，101. 325 kPa) 一一一一一= 50. 036 MJ m 币1百百报告数据取为50.04 MJ m -3 0 根据8.2. 3

20、，真实气体的投泊指数按式04）计算如下：hr- V一H一一一AY V W E4 噜EAE J，飞所以：W15，V(15C,101. 325 kPa) = 出50.104 MJ m 3 报告数据应取为50.10MJ m-3. E5精密度（第9巅）表E2以类似于表El的格式，给出了对相同气体温合物重复性的计算示例。这里仅仅考虑了甲烧由分析得到的情况（而不是通过差减除得到的）。为了进行这些计算，需要知道并使用各个组分未归一的摩尔分数相应的重复性数据。表E2中的细5列给出这些数值。E5.1 摩尔发热量的重复性由表E2，理想气体摩尔高位发热最919.09 kJ mol-1的撞复性6.Hi.为土0.11

21、kJ mol 1见式(17）。E5. 2 质最发热最的意复性将理想气体摩尔发热量的重复性除以气体的摩尔质量17.478 kg kmo尸，即可得到理想气体质最发热蜜的熏复性：hr:. 0. 11 rl m皿出十一= 0. 006 MJ kg DUX 17.478 l 报告数据取为土0.01 MJ. kg-1 0 GB/T 11062 1998 理想气体质量高位发热量52.59 MJ kg一1的黛复性为土0.01 MJ kg-1。E5. 3 体积发热量的重复性将理想气体廓尔发热量的重复性藕以P2IRT2，即可得到理想气体体积发热量的重复性：t:J.o = 0. 11 101.325 皿O.005

22、MJ m 剧累8. 314 510 288.15 报告数据取为企O.01 MJ m斗。理想气体体积高位发热量38.87 MJ m叶的重复性为士O.01 MJ m叶。E5.4 相对曹皮、密度和沃泊指数的重复性E5. 4.1 相对密度相对密度（理想气体或真实气体的意复性按式(18）计算如下zM瓷式中：tJ.M数据取自表E2，见式（21)，其值为士0.003 1 kg kmol-1; Molr为28.962 6kg kmol-1. 所以zM o. 003 1 皿0. 000 11 28. 962 6 报告数据取为士o.000 1。理想相对密度o.603 5和真实相对嘴皮0.604 6的重复性均为土0

23、.000 1. E5.4. 2 帘度密度理想气体或真实气体）的重复性用计算如下：6. tJ.M. 0. 003 1 101. 325 - -唱3“一 R T 8. 314 510 288. 15 v 报告数据取为土0.000 1 kg m。理想嘴皮值0.739 2 kg m-3和真实密度值0.740 9 kg m寸的重复性均为土0.0001k m-3. E5.4. 3 沃怕指数理想沃泊指数的戴复性按式（22）计算如下：6.Wo = wo（哇r+ （第）2.5 4（的r+ (z 5 5rrs 0. 013 MJ m 3 报告数据取为士O.0 1 MJ m-3. 理想抚怕指数50.04 M m叶的

24、重复性为土0.01 M m叶。GB/T 11062一1998表El物性计算示例摩尔质量高位发热量求和因子摩尔分敬摩尔分敬摩尔分数细分M; m); fi; 摩尔分数摩尔质撒发热撒求和回子kg mo！什(15） x; x;M; .Xj (fr.); Xj lb了kJ mo1-1 (15，101. 325 kPa) kg kmoJ-1 kJ moJ-1 用烧16.043 891. 56 o. 044 7 0. 924 7 14. 835 0 824.43 o. 041 33 乙烧30.070 156 2. 14 o. 092 2 o. 035 0 1. 05i 5 54.67 0. 003 23 丙

25、烧44.097 222 1. 10 0.133 8 o. 009 8 o. 432 2 21. 77 o. 001 31 丁烧58. 123 287 9. 76 0.187 1 o. 002 2 0.127 9 6. 34 o. 000 41 2”甲基两烧58. 123 287 0. 58 0.178 9 o. 003 4 0.197 6 9.76 o. 000 61 IE戊烧72.150 353 8. 60 0. 251 0 o. 000 6 o. 043 3 2. 12 o. 000 15 氯气28. 013 5 。0. 017 3 0. 017 5 o. 490 2 。0. 000 30

26、 二氧化碳44.010 。0. 074 8 o. 006 8 0. 299 3 。0. 000 51 总和1. 000 0 17.478 919. 09 o. 047 85 表E2精嘴皮计算示例摩尔质量高位发热撒摩尔分散组分M; m); 摩尔分数的慧复性t:.r; (ii：叫一（宵D.mt:.x;(M广州kg kmol-1 (15） .x; t:.x; kJ mo!1 甲烧16.043 891. 56 o. 924 7 o. 001 532 o. 001 779 o. 000 004 83 乙烧30. 070 156 2. 14 o. 035 0 0. 000 086 0. 003 058 o

27、. 000 001 17 丙蜿44. 097 222 1. 10 o. 009 8 o. 000 032 o. 001 736 o. 000 000 73 丁惋58.123 287 9. 76 o. 002 2 o. 000 010 0. 000 384 o. 000 000 17 2”甲基问婉58. 123 287 0. 58 0. 003 4 。”。00006 0. 000 137 o. 000 000 06 IE戊烧72.150 353 8. 60 0. 000 6 0. 000 004 0. 000 110 o. 000 000 05 氯气28. 013 5 。0. 017 5 0. 000 064 0. 003 460 o. 000 000 45 二氧化碳44.010 。0. 006 8 o. 000 052 o. 002 284 o. 000 001 90 总和1. 000 0 0. 012 948 o. 000 009 36 总和的平方根0.113 8 o. 003 06