GB T 17747.3-2011 天然气压缩因子的计算.第3部分：用物性值进行计算.pdf

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1、ICS 75.060 E 24 毒国中华人民共和国国家标准GB/T 17747.3-2011 代替GBjT17747.3-1999 天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算Natural gas-Calculation of compression factor一Part 3: Calculation using physical properties (lSO 12213-3: 2006 , MOD) 2011-12-05发布2012-05-01实施数码防伪 中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 17747.3-20门目次前言.1 l 范围-2 规

2、范性引用文件. 3 术语和定义. 4 计算方法附录A(规范性附录)符号和单位.附录B(规范性附录)SGERG-88计算方法描述附录c(规范性附录)计算示例附录D(规范性附录)换算因子.18 附录E(资料性附录)管输气规范. 附录F(资料性附录)更宽范围的应用效果.24 GB/T 17747.3-2011 目IJJ:I GB/T 17747(天然气压缩因子的计算标准包括以下3个部分z第1部分:导论和指南;一一第2部分z用摩尔组成进行计算;第3部分:用物性值进行计算。本部分是第3部分。本部分按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本部分代替GB/T17747.3-1999(天然气压缩因子的计

3、算第3部分:用物性值进行计算。本部分与GB/T17747.3-1999相比主要变化如下:4.4.1中天然气中其他组分的摩尔分数不作为输入数据。但是，他们必须在下列范围之内之后增加(同系列连续链烧短摩尔分数之比一般为3: 1，见附录E); 4.5.2中将超出4.5. 1给出气质范围的气体压缩因子计算的预期不确定度见附录E改为超出4.5.1给出气质范围的气体压缩因子计算的预期不确定度见附录F;去掉正文中不确定度数值前的士号;-一增加附录E管输气规范;二修改了图中的符号和图注。本部分修改采用ISO12213-3: 2006(天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算。本部分与ISO12213-3

4、: 2006的主要差异是=一一第2章规范性引用文件中，将一些适用于国际标准的表述修改为适用于我国标准的表述，ISO标准替换为我国对应内容的国家标准，其余章节对应内容也作相应修改z一一在4.4.1和4.4.2增加了将高位发热量和相对密度换算为我国天然气标准参比条件下相应值的注;二一删除正文中不确定度数值前的性号;二删除了第5章的内容;删除了附录B中的其他执行程序;将B.1. 1中输入变量压力和温度的单位由bar和改为MPa和K;一一表D.1中增加中国的发热量测定采用的参比条件;一一将D.2中压力和温度单位bar和改为MPa和K，表D.2中的换算公式也做相应修改，并在表D.2中增加我国标准参比条件

5、下的换算公式;一一删除了附录G和参考文献。本部分由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)归口。本部分起草单位:中国石油西南油气田分公司天然气研究院。本部分主要起草人:罗勤、许文晓、周方勤、黄黎明、常宏岗、陈屡良、李万俊、曾文平、富朝英、陈荣松、丘逢春。I 1 范围天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算GB/T 17747.3-20门GB/T 17747的本部分规定了天然气、含人工掺合物的天然气和其他类似混合物仅以气体状态存在时的压缩因子计算方法。该计算方法是用已知的高位发热量、相对密度和CO2含量及相应的压力和温度计算气体的压缩因子。如果存在比，也需知道其含量，在含人工掺合物

6、的气体中常有这种情况。注:已知高位发热量、相对密度、CO，含量和N，含量中任意三个变量时，即可计算压缩因子。但N，含量作为输入变量之一的计算方法不作为推荐方法，一般是使用前面三个变量作为计算的输入变量。该计算方法又称为SGERG-88计算方法，主要应用于在输气和配气正常进行的压力P和温度T范围内的管输气，不确定度约为0.1%。也可用于更宽范围，但计算结果的不确定度会增加(见附录刊。有关该计算方法应用范围和应用领域更详细的说明见GB/T17747.1。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括

7、所有的修改单)适用于本文件。GB 3102.3-1993 力学的量和单位GB 3102.4-1993 热学的量和单位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(neqISO 6976: 1995) GB/T 17747.1-2011 天然气压缩因子的计算第1部分:导论和指南(ISO12213-1:2006 , MOD) GB/T 17747.2 2011 天然气压缩因子的计算第2部分:用摩尔组成进行计算(ISO12213-2: 2006，岛10D)3 术语和定义GB/T 17747.1给出的术语和定义适用于本文件。文中出现的符号所代表的含义及单位见附录A。

8、4 计算方法4. 1 原理SGERG-88计算方法所使用的方程是基于这样的概念:管输天然气的容量性质可由一组合适的、特征的、可测定的物性值来表征和计算。这些特征的物性值与压力和温度一起作为计算方法的输入数据。该计算方法使用高位发热量、相对密度和CO2含量作为输入变量。尤其适用于无法得到气体摩尔全组成的情况，它的优越之处还在于计算相对简单。对含人工掺合物的气体，需知道凡的含量。4. 2 SGERG-88万程SGERG-88计算方法是基于GERG-88标准维利方程(表示为SGERG-88方程，见GB/T 17747.1)。该SGERG-88方程是由MGERG-88维利方程推导出来的。MGERG-8

9、8方程是基于GB/T 17747.3-20门摩尔组成的计算方法。SGERG-88方程可写作方程(1): Z=l +BPm +: . ( 1 ) 式中zB、C一-高位发热量(Hs)、相对密度(d)、气体混合物中不可燃和可燃的非短组分(C02、H2)的含量及温度(T)的函数;Pm 一一摩尔密度。pm由方程(2)计算:pm =/ (ZRT) ( 2 ) 式中的压缩因子Z由方程(3)计算:Z=!l(户，T，Hs ,d ,xco2 ,XH2) ( 3 ) SGERG-88计算方法把天然气混合物看成本质上是由等价经类气体(其热力学性质与存在的短类的热力学性质总和相等)、陀、CO2、比和CO组成的五组分混合

10、物。为了充分表征短类气体的热力学性质，还需要知道炬类的发热量HCH压缩因子Z的计算公式见方程(4):Z二!2(，T，HcH ,XCH ,xco2 ,XH2 ,xco) ( 4 ) 为了能模拟焦炉混合气，一般所采用的CO摩尔分数与比含量存在一个固定的比例关系。若不存在H2(XH2 ZO. 1 % ; 皇30-20 。250 2 -O.l%LZ0.2% ; 3一一O.2%LZ0. 5%; 4 -0. 5%LZ3. 0%。275 300 325 350 r/K SGERG-88方程图1压缩因子计算的不确定度范围3 GB/T 17747.3-20门(给出的不确定度范围仅适用于满足下面条件的天然气和类似

11、气体:XN2o.20、Xco20.09、zcAo. 10、XH2o.10、30MJ m-3Hs45 MJ m-3、0.05d0.80)4.4.2 更宽的应用范围超出4.4.1所给出范围的应用范围如下:绝对压力OMPap12 MPa 热力学温度263 KT338 K CO2的摩尔分数0XC020.30 H2的摩尔分数00.09时，在温度为263K338 K的范围内，仅当最大压力为6MPa时，计算结果的不确定度b.Z才能保持在0.1%以内。不确定度水平是通过比较实测的天然气压缩因子数据而得到的。4.5.2 更宽的应用范围压缩因子的不确定度超出4.5.1给出气质范围的气体压缩因子计算的预期不确定度见

12、附录F。4.5.3 输入变量不确定度的影晌表I列出的是相关输入变量的典型不确定度值，这些值可在最优操作条件下获得。根据误差传播分析，输入变量的不确定度会对压力为6MPa，温度在263K338 K范围内的压缩因子计算结果产生约0.1%的附加不确定度。当压力大于6MPa时，附加不确定度会更大，且大致与压力成正比例增加。4 GB/T 17747.3-2011 表1相关输入变量的典型不确定度值输入变量绝对不确定度绝对压力0.02 MPa 热力学温度0.15 K XC02 0.002 XN2 0.005 相对密度0.001 3 高位发热量0.06 MJ. m 4.5.4 结果的表述压缩因子计算结果应保留

13、至小数点后四位，同时给出压力和温度以及所使用的计算方法(GBjT 17747. 3，SGERG-88计算方法)。验证计算机程序时，压缩因子计算结果应给出更多的位数。5 GB/T 17747.3-2011 符号bHO bHl bH2 bHO (0) 1 bHO (1) bHO (2) J bHl (0)1 bHl (1) bHl (2) J 、-tflllj飞/飞，飞/nu-9 ，、，、，、222 HHH bbb b;j (0) 1 b;j (1) b;j (2) J B 附录A(规范性附录)符号和单位含义单位Bl1摩尔发热量(HCH)展开式中的零次项(常数)方程(B.20) J m3 kmol

14、-1 Bl1摩尔发热量(HCH)展开式中的一次项(一次)方程(B.20)Jm3 MJ-l Bl1摩尔发热量(HCH)展开式中的二次项(平方)方程(B.20) J m3 kmol .如叮Zm3 kmol-1 bHO温度展开式中的项方程(B.21)J m3 kmol-1 K-1 m3 kmol-1 K-2 m3 kmol-1 bHl温度展开式中的项方程(B.21)J m3 kmol-1 K-1 m3 kmol-1 K-2 m3 kmol-1 bH2温度展开式中的项方程(B.21)J m3 kmol-1 K-1 m3 kmol一1 K-2 m3 kmol-1 Bij温度展开式中的项方程(B.22)J

15、 m3 kmol-1 K一1m3 kmol-1 K-2 第二维利系数方程(1)J m3 kmol-1 B;j 组分i和组分j之间二元交互作用第二维利系数方程(B.22月m3 kmol-1 CHO Clll摩尔发热量(HCH)展开式中的零次项(常数)方程(B.29)Jm6 kmol- 2 CHl Clll摩尔发热量(HCH)展开式中的一次项(一次)方程(B.29)Jm6 kmol-1 MJ-l CH2 Clll摩尔发热量(HCH)展开式中的二次项(二次)方程(B.29)Jm6 MJ-2 CHO (0) 1 m6 kmol-2 CHO (1) CHO温度展开式中的项方程(B.30) J m6 km

16、ol-2 MJ-l CHO (2) J m6 kmol-2 MJ-2 CHl (0) 1 m6 kmol-2 MJ-l CHl (1) CHl温度展开式中的项方程(B.30)J m6 kmol-1 MJ-l K-1 CHl (2) J m6 kmol一1 MJ-l K-2 CH2 (0) 1 m6 MJ-2 CH2 (1) CH2温度展开式中的项方程(B.30) J m6 MJ-2 K-1 CH2 (2) J m6 MJ-2 K-2 6 符号、SI-tIll-J、j、J飞JnU1inL ，、，、，、hzRh uvev rlur-wplu C C批d DHcH Hs H 岛f R T t Vm

17、Z y Z 含义Cijk温度展开式中的项方程。.31)J 第三维利系数方程(1)J组分i、组分j和组分h之间三元交互作用第三维利系数方程(B.31) J 相对密度d(空气)=1，方程(l)J迭代计算中摩尔发热量HCH的变化值方程(B.10)和方程(B. 11) J 高位发热量(参比条件o.C , 101. 325 kPa，燃烧温度25.C) 摩尔发热量(燃烧温度25.C) 摩尔质量方程(B.5)和方程(B.的绝对压力摩尔气体常数绝对温度摄氏温度=T-273.15，方程(B.27)J摩尔体积(=1/ Pm) 组分的摩尔分数二元非同类交互作用维利系数BI2和B13(表B.2)和三元非同类交互作用维

18、利系数C队的混合规则参数方程(B.32) J 压缩因子p 质量密度方程(B.8)和方程(B.42) J Pm 摩尔密度(=Vm-1) 附加的下标符号含义n 标准状态(Tn=273.15 K，=101. 325 kPa) CH 等价炬类CO 一氧化碳CO2 二氧化碳H2 氢气N2 氮气GB/T 17747.3-2011 单位m6 kmol-2 m6 kmol-2 K-1 m6 kmol-2 K-2 m6 kmol-2 m6 kmol-2 MJ kmol-I MJ m-3 MJ kmol-I kg. kmol-I bar MJ kmol-I K-1 K 。Cm3 kmol-I kg. m-3 km

19、ol. m 3 7 GB/T 17747.3一2011附加的后缀符号含义(空气)标准组成的干空气方程(B.1) J (D) 方程(B.11)中使用的特殊p值1 等价娃方程(B.12)和方程。.15)J 2 氮气方程(B.12)和方程(B.16)J3 二氧化碳方程(B.12)和方程(B.17)J 4 氢气方程(B.12)和方程(B.18) J 5 一氧化碳方程(B.12)和方程(B.19) J (理想)理想气体状态(u) 迭代计数码。.2.1)(v) 迭代计数码(B.2. 2) (w) 迭代计数码(B.4)8 GB/T 17747.3-2011 附录B(规范性附录)SGERG-88计算方法描述本

20、附录给出了用于SGERG-88计算方法的方程和系数值。同时描述了SGERG-88计算方法所采用的计算机执行程序。该程序提供了标准的求解方法。验证计算机程序用的压缩因子数据见附录C。如果计算机程序能够得到与之相等(偏差在10-5之内)的计算结果，则可使用。计算结果应如附录C中示例保留至小数点后四位。B. 1 SGERG-88计算方法的计算机执行程序压缩因子Z的计算按4.2所述分3个步骤进行，如图丑1所示。输入数据:P, I , Hs, d, XC2 XH2 计算中间数据:Tn=273.15K Pn , Xco, XCH(吟，XN2(吟，HCII (u) MCH(时，Pn(U)，Bn (吟，Pm，

21、n(V) , Hs() (见B.2)计算维利系数:T=(t+273.15)K B(T, H Cf! X) C(T, HclI, x,), (见B.3)解维利方程=z= 1 + BPm(1; p, x,)+ Cpm2(1;p, x ,) (见B.4)图B.1 SGERG-88计算方法流程图(Xj :i组分的摩尔分数)B. 1. 1 输入数据，包括压力、温度、高位发热量、相对密度以及CO2和H2的摩尔分数。前三个参数值的单位凡不是MPa、K和MJ m-3的，首先必须按附录D中给出的换算关系分别换算成以MPa、K和MJ m-3为单位的值。然后，用输入数据计算下列中间数据:短类气体的摩尔分数XCH 氮

22、气的摩尔分数一氧化碳的摩尔分数等价怪的摩尔发热量XN, Xco HCH 9 GB/T 17747.3-2011 等价短的摩尔质量M回第二维利系数(Tn=273.15 K) Bn 标准状态下的摩尔密度pm.n 标准状态下的质量密度pn 气体的高位发热量Hs 方程(B.1)方程 O. 55十0.97xco，一0.45xH2(B.43 ) b) 中间数据XN，必须满足方程也.44)和方程也.4日规定的条件:一0.01XN， O. 5 XN, +xco, O. 5 c) 第三次迭代循环输入数据的内在一致性应满足(B.46):d o. 55 + O. 4XN，十0.97xco，一0.45xH，(B. 4

23、6 ) 、，、，AaIFhu AaA哇BB ，、，、16 附录C(规范性附录)计算示例GB/T 17747.3-20门应使用下列计算示例验证SGERG-88方法的计算机执行程序(附录B未给出)。用经过验证的可执行程序GERG-88.EXE执行计算，该程序包含附录B中描述的子程序SGERG.FOR o 表C.1输入数据1拌气样2样气样俨气样4养气样5样气样俨气样XC02 0.006 0.005 0.015 0.016 0.076 0.011 XH2 0.000 0.000 0.000 0.095 0.000 0.000 d 0.581 0.609 0.650 0.599 0.686 0.644

24、Hs(M m勺40.66 40.62 43. 53 34.16 36.64 36.58 表C.2压缩因子计算结果条件户t 1符气样2拌气样3神气样俨气样5将气样俨气样bar 60 -3.15 0.84084 0.833 97 0.794 15 0.88569 0.82664 0.85406 60 6.85 0.86202 0.856 15 0.822 10 O. 901 50 0.85017 O. 873 88 60 16.85 0.88007 0.87500 0.84553 O. 915 07 0.87003 0.89071 60 36.85 0.90881 0.90491 0.88223

25、0.93684 0.901 24 0.91736 60 56.85 0.929 96 0.92690 0.90893 0.95302 0.923 94 0.93690 120 一3.150.721 46 0.711 40 O. 643 22 0.80843 0.695 57 0.74939 120 6.85 0.759 69 0.75079 0.69062 0.83613 0.738 28 O. 784 73 120 16.85 0.79257 0.78472 0.731 96 0.859 99 0.77463 0.814 90 120 36.85 0.84492 0.83877 0.7977

26、8 0.89827 0.831 66 0.86266 120 56.85 0.88322 0.87832 0.84554 0.92662 0.872 69 0.89749 计算用的气体即是GB/T17747.2一2011附录C中的6个气体;气体摩尔组成全分析的数据见GBjT 17747.2-2011中的表C.L17 GB/T 17747.3-2011 D.1 参比条件附录D(规范性附录)换算因子SGERG-88维利方程和SGERG.ORG计算机执行程序使用的参比条件如下z高位发热量z燃烧参比条件T1=298.15 K(tl =25 .C)，如=101. 325 kPa。体积计量参比条件T2=2

27、73.15K(t2=0 .C)，如=101. 325 kPa。相对密度z体积计量参比条件T2=273.15K(t2=0 .C)，扣=101.325 kPa. 计算中注意保证用于高位发热量和相对密度的参比条件输入值的正确性。一些国家通常使用上述参比条件;而另一些国家使用其他的参比条件;由于在各种参比条件下所测发热量的单位均为MJ. m-3，因此特别容易造成混淆。表D.1给出了世界主要天然气贸易国所使用的参比条件。对那些用非公制发热量单位的(例如用Btu.fc3作为发热量单位)，则要求对单位和参比条件都进行换算。表D.1不同国家发热量测定采用的公制参比条件t,rC t 2 rC 中国20 20 澳

28、大利亚15 15 奥地利25 。比利时25 。加拿大15 15 丹麦25 。法国。德国25 。爱尔兰15 15 意大利25 。日本。荷兰25 。俄罗斯25 0或20英国15 15 美国15 15 注，:所有参比压力均为101.325 kPa(l. 013 25 bar)。注2:t，是燃烧参比温度。注3:t2是气体计量参比温度。18 G/T 17747.3-20门D.2 压力和温度单位及换算国子如果输入变量压力户和温度T的单位不是所需的MPa和K，则必须将它们换算成MPa和K，以适用于计算机执行程序。单位间的换算因子见表0.2。表D.2压力和温度的换算因子压力zp(MPa)=p(kPa)J/10

29、00 (MPa) =(bar) J/10 (MPa)=(atm) J X 0.101 325 MPa) = p(psia) J/145. 038 (MPa)=(psig) + 14.695 9J/145. 038 温度zT(K) = t(C)十273.15 T(K)=t(l)-32J/1. 8+273.15 T(K) = t(R) J/1. 8 D.3 不同参比条件间高位发热量和密度的单位和换算因为高位发热量和相对密度是气体混合物组成的函数，而各个特定组分的热力学性质又以特定的方式取决于温度和压力。所以原则上不知道组成，就不可能精确地将某参比条件下的发热量和相对密度换算成另一参比条件下的发热量

30、和相对密度。然而，相关参比条件在热力学上总是相近的，且天然气主要组分的含量变化不大，所以对于典型的天然气，实际上可以在所换算物性值准确度基本上不损失的情况下给出相应的换算因子。D. 3.1 单位间的换算因子如果输入变量Hs的单位不是MJ.m-3，则必须对其进行换算。给定参比条件(见0.1)下高位发热量的换算因子见表0.30D.3.2 不同参比条件间的换算表D.3发热量的换算因子Hs(MJ. m-3)=Hs(kWh. m-3)JX3. 6 Hs(MJ. m-3)=Hs(Btu. ft-3)J/26. 8392 如果输入变量Hs和d未处于本标准规定的参比条件(见0.1)，则需对其进行换算。表0.1

31、中列出的参比条件下的高位发热量和相对密度的换算因子见表0.4019 GB/T 17747.3-2011 20 表D.4不同参比条件下发热量和相对密度的换算因子t) =25 c ,t2 =0 .C，2 = 101. 325 kPa参比条件下的高位发热量Hs:Hs=Hs (t) =0 c ,t2 =0 c ,P2 =101. 325 kPa) XO. 9974 Hs=Hs(t) =15 C, t2=15 C，知=101. 325 kPa) X 1. 054 3 Hs=Hs(t)=60 F, t2=60 F, p2=101. 592 kPa)X 1. 053 5 Hs = Hs (t) = 60 F

32、 ,t2 = 60 F ,P2 = 101. 560 kPa) X 1. 053 9 Hs= Hs (t) =20 c ,t2 =20 c ，知=101. 325 kPa) X 1. 073 2 t2 =0 c ,P2 = 101. 325 kPa参比条件下的相对密度d:d=d(t2 = 15 C ,h = 101. 325 kPa) X 1. 000 2 d=d(t2 = 60 F ,P2 = 101. 592 kPa或101.560 kPa) X 1. 000 2 d=d(t2 =20 C ,P2 =101. 325 kPa) X 1. 000 3 注:P= 1. 015 60 bar=

33、14.73 psia(美国惯例)E.1 摩尔分数上限附录E(资料性附录)管输气规范GB/T 17747.3-2011 SGERG-88计算方法是对MGERG-88方法的简化，MGERG-88方法计算压缩因子或密度需要全组分(C比C8Hl8 , N2 ，C02、比和CO)分析数据。GB/T17747的本部分定义了SGERG-88方法所要求的各组分摩尔分数上限(见表E.1)。表E.l的第2列为由实验验证的应用范围，第3列为管输天然气各组分摩尔分数上限，第4列定义了更宽的应用范围飞由实验验证的应用范围比管输气范围和更宽的应用范围都窄。对压力高至10MPa和第2列所给出的组分范围，计算的压缩因子与GE

34、RG数据库的实验值一致，这些实验值的不确定度为0.1%(95%置信水平)。表E.1 SGERG-88应用范围(摩尔分数上限)实验验证的应用范围管输气范围更宽的应用范围(见图1)(见4.4.1)见4.4.2)N2 0.20 0.20 0.50 CO2 0.09 0.20 0.30 C2Hs 0.10 0.10 0.20 C3 Hs 0.035 0.035 0.05 C,H lO 0.015 0.015 0.015 H2 O. 10 0.10 0.10 GB/T 17747介绍了管输气术语以描述通过夭然气管网输送的天然气(见表E.1第3列)。对于这些天然气，C02摩尔分数上限为0.20。不过，对这

35、一CO2含量，压力不超过6MPa时，其不确定度才为0.1%。E.2 输入变量的一致性检验和要求B.5条描述了SGERG-88计算方法输入变量d、XC02、XN2和XH2的一致性检验，作为一种约束性(规范性)要求。SGERG-88计算方法的各种出版物及GB/T17747的本部分均强调了计算天然气压缩因子的该方法表明典型天然气高级侄之间的关系。也就是说，实际上连续同系列皖怪摩尔分数的比例为3: 10这一经验法则已通过与GERG数据库的比较而得到证实。图E.1和E.2分别是丙烧和丁烧加的摩尔分数XCH、Xc与乙:皖摩尔分数XC_H的关系图，这些天4十然气组分数据取自GERG数据库(TM4，1990)

36、，数据点(图中的圆圈)满足表E.1给出的管输气标准(见TM7中的表10，1996)。这两种摩尔分数比例给出了总是能正确执行SGERG-88计算方法的值的范围。图E.1和图E.2中的短划线表明三分之一的比例规则:XC3HS与XC2HS的比例为0.3，xc，+与XC2HS的比例为O.1。两边的限制线表明丙皖和丁炕加的摩尔分数分别有:1:0.01和土0.003的偏离范围，事实上，GERG数据库的所有数据点都在这一偏离范围内。选择使用绝对容许极限比用相对容许极限能更好地定义数据位置。Zl G/T 17747.3-20门XC3 0.04 0.01 , 0.035 0.03 , , , , , , ,-0

37、.025 0.02 0.015 0.005 。0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 2 c x ， 1 . nu 气然天海JEd汀数数内分分HU尔尔已摩摩如烧烧4丙乙mzz 图E.1天然气中丙皖摩尔分数与乙烧摩尔分数的函数关系lC4+ 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12n .c2 气然天海Jt叫数数何分分HU尔尔巧摩摩m烧炕中丙乙+CZ1A F飞ZZ 图E.2天然气中丁皖加摩尔分数与Z皖摩尔分数的函数关系22 GB/T 17747.3-2011 如果天然气分析组分摩尔分数不在图E.1和图E.2所示的范围内，建议将S

38、GERG-88计算方法与其他状态方程(简化的维利方程、AGA8-92DC方程或GERG-2004方程)进行比较，以对该方法的应用进行检验，不过，为了对天然气质量进行描述，这些状态方程要求对全组分进行分析。以某个北海天然气为例(命名为03-4605，乙烧、丙烧和丁烧加的摩尔分数分别为0.0902、0.0035 和0.00016，见图E.1和图E.2中的阴影方块)，用以上其他状态方程对该气体进行了大量比较计算。在这种情况下，在10MPa压力和275K280 K温度范围内，SGERG-88计算方法的最大偏差为+0.5%。实验表明，用气体密度测量系统在同一等温线上的密度测量值与由全组分分析数据计算的密

39、度值一致，总测量不确定度为0.04%，因此，SGERG-88计算方法不适用于这一特殊情况。总测量不确定度由两等份不确定度构成，即由密度测量不确定度和天然气组分分析不确定度构成。在不宜用SGERG-88计算方法的情况下，建议使用本国际标准第2部分规定的AGA8-92DC方法，或GERG-2004状态方程，不过，这些方法在具备全组分分析数据的情况下才能使用。23 GB/T 17747.3-2011 附录F(资料性附录)更宽范围的应用效果在温度263K338 K，压力最高至12MPa的范围内，利用实验测定值数据库对SGERG-88方程进行了全面检验。这些数据取自在给定组成、高位发热量、相对密度范围内

40、的管输气(见4.4.1)。这些范围内的不确定度见4.50更宽范围下进行压缩因子计算的不确定度的粗略估计见图F.1图F.4。图中以压力为纵坐标，横坐标分别为Nz、COz、CzHs和C3MS含量。图F.1图F.4显示了SGERG计算方法在压力最大为30MPa的范围内时的应用效果，此并不意味着可以经常地或不加鉴别地在超出规定的正常范围的条件下使用SGERG-88计算方法。不确定度范围取决于压力、温度和组成，也强烈地受到相界位置的影响。 皇30-20 10 。一一压力zXN2一一-凡的摩尔分数;1-一-t:，.ZO.l%; 2一-t:，.ZO.l%O. 2%; 3一-t:，.Zo. 2%O. 5%;

41、4一-t:，.ZO.5%3.0%。4 3 2 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5叹l2 SGERG-88方程(T=263K 338 K) 图F.1 计算高含N2天然气压缩回子时不确定度的估计范围24 G/T 17747.3-2011 330 20 4 10 0 0 0.1 0.2 SGERG-88方程(T=263K338 K) 0.3x AC02 p一一压力zXC02一-C02的摩尔分数51一一/:，.Z(0.1%; 2一-/:Z0.1%0. 2%; 3-/:Z 0.2%0.5%; 4一二/:，.ZO. 5%3. 0%。图F.2计算高CO2天然气压缩因子时不确定度的估计范围 主30、.,_

42、 20 4 10 。O. 05 o. 1 o. 15 SGERG.88方程(1=263K338 K) 6 E 2 c x 。，-nu 一一压力zXC2H6-C2凡的摩尔分数;1一-/:Z0.1% ; 2一一/:Z0.1%0. 2%; 3 /:,. Z o. 2%0. 5%; 4 -/:Z O. 5%3. 0%。图F.3计算高C2比天然气压缩因子时不确定度的估计范围2S GB/T 17747.3-2011 330 20 4 3210 。0.05 0.1XC3HS SGERG-88方程(T=263K-338 K) 一二压力zXC3日8一-C，凡的摩尔分数;1一-t:，.Z0.1%; 2一-t:，.

43、Z0.1%0. 2%; 3一-t:，.Z0.2%0.5%; 4-t:,. Z O. 5%3. 0%。图F.4计算高C3Hs天然气压缩因子时不确定度的估计范围一般总是选择最坏情况下的极限值。实验数据不足以决定不确定度范围的边界位置时，用虚线将所估计的不确定度区划为两个区域。气体的全组成对相界位置会有强烈的影响，使用者应当进行相界计算。压力最高至10MPa，温度在263K338 K时，压缩因子计算的综合结果总结如下:在给定的压力和温度范围之内，只有组分摩尔分数在表F.1列出值范围内的气体，其压缩因子计算的不确定度才分别在0.1%、0.2%和0.5%以内。表F.1 SGERG-88计算方法的计算综合

44、结果允许的摩尔分数/%组分不确定度士0.1%不确定度土0.2%不确定度士0.5%N2 0.20 0.50 CO2 0.09 0.12 0.23 C2H6 0.10 0.11 0.12 C,Hs 0.035 0.04 0.045 26 -FON|的.h叮hhFH阁。华人民共和国家标准天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算GB/T 17747.3-2011 国中* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号。00045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X12301/16 印张2字数55千字2012年3月第一版2012年3月第一次印刷晤书号:155066. 1-44192 30.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价G8/T 17747.3-2011 打印H期:2012年3月29HF002A