天然气热值与密度的计算
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：13704 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p
1，温度为t
1
。在燃烧过程中压力
p 1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t
1
。除燃烧
中生成的水在温度t
1
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p
1，温度为t
1
。在燃烧过程中压力
p 1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t
1
，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，这对一般工程影响不大。但是在大量的商品交易时，这一点偏差是难以容忍的。因此要求天然气的热值和密度以真实气体计。因此就提出了理想气体与真实气体的换算问题。
(1) 理想气体：理想气体是在各种温度下都遵从波义尔定律、查理定律和阿伏伽德罗定律的气体。GB/T 11062标准给出的基础的物理量就是天然气中各组分的理想气体(标准)摩尔燃烧焓。当天然气的理想气体燃烧焓换算为真实气体的
燃烧焓时，只做气体体积的修正，省去了焓的修正。
(2) 真实气体：真实的气体不同于理想气体。将天然气的理想气体热值换算
对气体体积修正。
为真实气体的热值时，需要使用压缩因子Z
mix
(3) 压缩因子：
在规定温度与压力条件下，一定质量气体的真实体积(也就是实际体积)除以在相同条件下按理想气体定律计算出的该气体的体积。
的计算公式如下：由多种单一气体组成的天然气的压缩因子Z
mix
3. 摩尔分数与体积分数
过去城市燃气界习惯用体积分数(体积百分比)计算燃气热值。各种文献提供的各个单一可燃气体的热值数据也有所不同。为此计算结果也可能出现差异。
国际上是用以摩尔或质量为基准的物性的计算方法，各单一可燃气体的摩尔热值有统一的规定。现在应该以GB/T11062给出的基础数据为标准。
特别要注意的是，如果天然气的组成以体积分数给出时，必须将其换算成摩尔分数，换算方法如下，
由体积分数换算到摩尔分数的计算公式
如果天然气的组成是以体积分数给出，用以下公式将体积分数换算到摩尔分数。
式中：x
j
——天然气组分j的摩尔分数；
φj——天然气组分j的体积分数；
Z j (t
2
，p
2
)——天然气组分j 在计量参比条件(t
2
，p
2
)下的压缩因子，见
GB/T1102的表2。
例1：已知天然气的成分及各成分的体积百分数φ
j
’，在计算热值、密度之前，必须将体积百分数转化为摩尔分数。同时要求算出天然气的压缩因子。具体计算见例题表1。
表中的第2列φ
j
’是已经知道的天然气各种成分的体积百分数。这是城市燃气界常用的表示方法。
第3列φ
是天然气各种成分的体积分数。
j
是从GB/T1102的表2中查到各组分在101.325kPa和15℃下的压第4列Z
j
缩因子。
4.天然气热值和计算方法的适用范围
本计算方法仅适用于组成中甲烷摩尔分数不小于0.5的干天然气。此外除甲烷外对其余的组分含量也有限制，通常对于N2的摩尔分数不应超过0.3，CO2和C2H6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。
作为城市燃气的天然气中的甲烷摩尔分数大都不小于0.5。因此可以按这种方法计算其热值与密度。
城市燃气中甲烷的摩尔分数小于0.5时，可以根据最近即将颁布的GB12206及GB12207合并标准中的城市热值与相对密度测定方法，用“水流式热值测定仪”求得城市燃气的热值；用“泄流式密度仪”求城市燃气的相对密度。根据这两种方法求得的热值与密度也是针对干燃气的。
5. 基础数据
在计算天然气热值与密度时，采用的基础数据均与GB/T11062统一。
(1)干天然气条件
水蒸气的摩尔分数不大于0.00005的天然气。
(2)标准干空气(简称干空气)的性质
干空气的标准摩尔组成，及其摩尔质量、压缩因子和真实气体的密度如下。干空气的摩尔组成：
干空气的摩尔质量：
M air=28.9626kg·kmol-1
干空气在3个常用的计量参比条件下的压缩因子：
Z air(273.15K，101.325kPa)=0.99941
Z air(273.15K，101.325kPa)=0.99958
Z air(273.15K，101.325kPa)=0.99963
干空气的真实气体密度：
ρair(273.15K，101.325kPa)=1.292923kg·m-3
ρair(273.15K，101.325kPa)=1.225410kg·m-3
ρair(273.15K，101.325kPa)=1.204449kg·m-3
(3)摩尔气体常数
GB/T11062推荐的摩尔气体常数R的量值与单位如下：
R=(8.314510±0.000070)J·mol-1·K-1
二. 天然气热值的计量分类
1.燃气热值根据计量方法的分类、符号与量纲
由于计量燃气量的方法不同，燃气的热值还可分为摩尔热值、质量热值与体积热值三种。不同的计量方法，应采用不同的计算方法。此外其符号量纲的表示方法也不一样。
(1)摩尔热值：以燃气摩尔为基准的热值，即单位摩尔燃气产生的热值，称为摩尔热值。符号为，括号中的t1，标注了燃烧参比温度。量纲为kJ·mol-1。与燃烧参比压力p1无关，所以对于理想气体摩尔热值的命名省略了燃烧参比压力p1。
(2)质量热值：以燃气质量为基准的热值，即单位质量燃气产生的热值，称为质量热值。符号为，量纲为MJ·kg-1。
(3)体积热值：当燃气量由体积给出时，称为体积热值，符号为，量纲为MJ·m-3。符号中的t2和p2为气体体积计量参比条件。
2. 燃烧参比条件与体积参比条件的标注
(1)燃烧参比条件的标注：根据定义，燃气燃烧反应发生时的压力为p1，温度为t1。因为定义中明确要求压力保持恒定，是为等压燃烧过程。对于体积热值，基础数据都是在p1=101.325kPa条件下给出的。所以可以不注p1(特殊情况除外)。对于摩尔热值不受压力影响，所以更没有必要标注燃烧参比压力。燃烧参比温度t1对燃气热值有影响。为此在表示各种热值时都要求把燃烧参比温度t1标出。
(2)计量参比条件的标注：体积热值的量值，除受燃烧参比条件影响外，还受体积计量参比条件的影响。因此在标注体积热值时，需要分别标注燃烧与体积计量参比条件，
，其中当p1=101.325kPa时可以省去p1，。摩尔热值
与质量热值与体积计量参比条件无关，因此不标注p2和t2。不同国家的气体体积计量参比条件都有所不同，但是可以互相换算。GB/T11062指出：“我国目前使用的计量参比条件与燃烧参比条件相同，均为101.325Kpa，20℃。”如果不注明计量参比压力P2，一般理解为P2=101.325kPa。我国地域广大，高差相差悬殊，应该特别注意计量参比压力的影响。
三. 天然气热值的计算方法
1 摩尔热值计算：
(1)理想气体摩尔热值：
下理想摩尔热值可按下式计算：已知成分组成的天然气在燃烧参比温度t
1
(2)真实气体摩尔热值：
GB/T11062指出：“对于本标准而言，真实气体摩尔发热量(热值)与相应理想气体发热量在数值上被看作是相等的”。由理想气体摩尔热值精确地计算真实气体摩尔热值时，原则上还需要进行焓的修正。然而这个修正值很小，由此产生的误差不超过50J·mol-1(0.005%)，常将其略去。
2 质量热值计算
(1)理想气体质量热值，有两种计算方法
(2)真实气体质量热值：
真实气体的质量热值与相应的理想气体质量热值在数值上被看作是相等的。
3 体积热值计算
(1)理想气体体积热值有两种计算方法
(2)真实气体体积热值
四. 天然气密度与相对密度的计算方法
根据基本概念中提出的定义，天然气的密度与温度与压力关系密切。为此密度的量值必须标明计量参比温度与压力的参数。相对密度与空气有密切关系，为此应该采用前面给出的标准干空气的数据。
1.相对密度的计算
(1)理想气体的相对密度d0按下式计算，
式中：d0——天然气理想气体相对密度；
M
j
——天然气组分j的摩尔质量，kg·kmol；
M air ——标准组成的干空气的摩尔质量，kg·kmol。M
air
=28.9626kg·kmol-1。
(2)真实气体的相对密度d(t
2，p
2
)按下式计算，由于燃气与空气的压缩因子
在计量参比条件下不相同，因此真实气体的相对密度受计量参比条件影响，要
求标注计量参比条件t
2与p
2
。
式中：d(t
2，p
2
)—天然气真实气体相对密度。
Z mix (t
2
，p
2
)—天然气的压缩因子；
Z air (t
2
，p
2
)—标准组成的干空气的压缩因子。
2.密度的计算
(1)理想气体的密度ρ0(t，p)按下式计算
式中：ρ0(t，p)—天然气理想气体密度，kg·m-3；
R—摩尔气体常数，J·mol-1·K-1；
T
2—绝对温度，K。T
2
=27.15+t
2
。
(2)真实气体的密度ρ(t
2，p
2
)按下式计算
式中：ρ(t
2，p
2
)——天然气真实气体密度，kg·m-3。
注：以上计算都是针对干天然气的。
五. 精密度与准确度
1. 精密度
通过计算得到的热值与密度值的精密度完全由天然气成分分析过程中的随机误差决定的。也就是说
计算结果的精度是由天然气成分分析的仪器(一般为色谱仪)的本身与操作对分析数据引起的随机误差决定的。所以计算获得的天然气热值与密度的精密度取决于天然气成分分析数据的精密度。具体可以用重复性与再现性来表示。
GB/T11062给出了置信水平为95%时，重复性与再现性的估算公式。这些计算方法属于数理统计范畴，由于篇幅限制本文暂不做深入讨论。
2. 准确度
天然气热值与密度的绝对准确度由以下3方面决定：
（1）GB/T11062给出的基础数据的不确定度；
（2）计算方法的偏差；
（3）各单一成分分析数据的不确定度。
GB/T11062强调来自基础数据的不确定度的贡献值预期小于0.05%，来自计算方法的偏差的贡献值小于0.015%。这两项与第3项比可以忽略不计。
由此可见，计算所得的天然气热值的准确度主要是由天然气组分分析仪器与方法的偏差决定的。
3. 有效数字
对于天然气热值或密度的数值给出的有效数字的位数应该反映出预期的计算准确度。在实际应用中，应该根据实际需要，决定热值与密度数据的精度和与其相应的有效数字。例如对于大量天然气交易过程中，买卖双方，必须明确规定衡量天然气质量的热值与密度数据的精度，与有效数字。GB/T11062在1。范围中就提出：用以加和的各组分摩尔分数应统一到小数点后第4位(0.0001)。对于摩尔分数大于0.00005的所有组分均应计算在内。如果采用GB/T11062提出的基础数字，分析天然气成分的精度也能满足要求时，就可以达到此水平。
受GB/T11062提出的基础数精度的影响，计算结果不应优于下列有效位数水平：
热值：
摩尔热值：0.01kJ·mol-1
质量热值：0.01MJ·kg-1
体积热值：0.01MJ·m-3
密度：
相对密度：0.0001
密度：0.0001kg·m-3
如果进一步要求提高精度时，就要考虑GB/T11062提出的基础数字是否满足要求。但是，在实际工作中，不是所有地方都要求如此高的要求。这样就可以根据实际要求，降低分析成分的精度要求以节约人力与物力。这时为了统一基础数据，仍采用GB/T11062提出的基础数字。不过修约后的有效数字应根据成分分析的精度相应地减少。
例题2：在例题1的条件下，求天然气的热值与密度。
解
1.1 天然气理想气体摩尔高位热值
1.2 天然气实际气体摩尔高位热值
2 天然气的摩尔高位质量
第5列是由GB/T11062中的表1查得在天然气各组分的理想气体的摩尔质量M j 第6列为x j M j，其总合即为天然气的摩尔质量M=17.478kg·kmol-1。
3天然气的高位质量热值
4 天然气的体积高位热值
(1)天然气理想气体体积高位热值
(2)天然气真实气体体积热值
5 天然气的相对密度与密度
(1) 天然气理想气体的相对密度
天然气的相对密度可以根据天然气的摩尔质量M和标准空气的摩尔质量M air利用以下公式计算，
(2)天然气真实气体的相对密度
6 天然气的密度
注：以上计算都是针对干天然气的。为了不与带水分的湿天然气数据混淆，作者建议用下标dry表示干天然气；下标wet表示带水分的湿天然气。例如ρ(15℃，101.325)dry代表干天然气在15℃101.325kPa时的真实气体密度。再如
代表干天然气在15℃的燃烧参比温度，101.325kPa和15℃计量参比条件时的真实气体体积热值。
六. 湿天然气热值计算问题
以上的计算方法与计算例题都是针对干天然气的。但是，天然气中总会有一些水分，当水蒸气的摩尔分数小于0.00005就可以认为是干天然气，也就是说可以不考虑水蒸气的影响。当水蒸气的摩尔分数大于0.00005时，就存在如何处理水蒸气组分的问题。在GB/T11062中的附录C中提出水蒸气对热值3个效应。
(1)体积效应：水蒸气占据了一定的体积，应予以排除。排除方法与城市燃气习惯用法相同。以前面的例题为例，
本文作者为了避免干燃气与湿燃气热值的混淆，建议采用以下符号以区分干、饱和湿和不饱和湿天然气的热值。以理想气体体积热值为例：
符号中的100代表相对湿度φ=100%的饱和湿天然气；对于不饱和湿天然气应标注φ值。计算时将与φ相对应的水蒸气分压力求出，即可按照上面介绍的方法计算不饱和湿天然气的高位热值。
作者理解热值符号H的下标S应该代表高位热值，以此推论下标I应代表低位热值。
(2) 潜热效应：湿天然气中的水蒸气含量不仅有体积效应，还有水蒸汽凝结为水的潜热效应。如果燃烧前天然气中有水蒸气存在，那么燃烧后如何处理这部分水蒸气就成了问题。处理方法有二：一为不冷凝法，假定燃烧后这部分水蒸气仍为气态，因此这部分水蒸气对产热没有影响；
另一为冷凝法，假定在燃烧参比温度下，这部分水蒸气同样冷凝为液态，而这部分水蒸气所释放出来的汽化潜热，应加到高位热值中。
“水蒸气非零热值”：GB/T11062提出：“建议对高位热量来说，最合理和一致的处理是假定所有的水，包括燃烧前气体中所包括的水和燃烧中所产生的水，在燃烧掺比温度t1下均冷凝为液态，因此气体含有的水蒸气作为天然气的一个组分，以一个特定的摩尔分数来表示，并有一个由水的汽化潜热所获得的发热量(热值)。”。这就要求在计算高位热值时，在各组分热值的加和中多了一项水蒸气的热值(x j·H j)。这就是说，存在天然气中的任何水蒸气将为天然气的高位热值贡献汽化潜热。这也是在GB/T11062的表3、4、5中给出的水蒸气的热值不为零的缘故。GB/T11062还指出这种处理导致热值的增量是很小的。如果天然气被水蒸气饱和，则高位热值的增加值与气体组成无关，而取决于气体的计量温度。对于饱和气体，其体积高位热值的增量为：
——在计量温度为0℃时，增量为0.01MJ·m-3；
——在计量温度为15℃时，增量为0.03MJ·m-3；
——在计量温度为20℃时，增量为0.045MJ·m-3。
对于低位热值不用考虑水蒸气的潜热效应。
(3) 压缩因子效应：由于天然气中水蒸气的存在，影响了气体混合物的压缩因子，从而改变了真实气体的体积热值，这种改变的量可以计算。在15℃的条件下，对于典型的天然气，由干气体到饱和气体Z值的变化从0.9981变到0.9977，约为万分之四。可以不必考虑。
几点体会
1. 城市燃气界应该熟悉GB/T11062的计算方法，接受摩尔分数、理想气体与真实气体的概念，这样可以与天然气上游单位互通，也有利于与国际接轨。
2. 建议有天然气成分分析业务的单位，按照GB/T11062的要求计算本单位天然气成分分析的精度，也就是说计算重复性与再现性。确定有效位数。
作者个人认为：过去有不重视有效数字的现象。今后需要进一步提高并完善检测技术。GB/T11062明确指出的，报告中不要超过本文给出的有效数字。这是由于基础数据的准确度决定的。计算结果受采用的基础数据准确度的影响，精度再高的成分分析数据也达不到更高的有效数字位数。
3.在一般没有特殊精度要求情况下，每次计算没有必要全部采用根据GB/T11062提出的有效位数。可以根据计算对象要求的精度确定适当的有效位数，以适应精度要求不高的技术领域。但是基础数据还是应该首先考虑采用现在执行的国家标准。
4.对于大量天然气的交易，要求更高的精度，需要根据购销双方的合同决定。内容应该明确采用干天然气，还是湿天然气。如果采用湿天然气也要明确是饱和还是不饱和天然气，天然气中水分的限量及其表示方法，高位热值考虑不考虑水蒸气的潜热效应等等。
5.关于水蒸气对高位热值影响的建议
对于干天然气，没有水蒸气对热值影响的问题，问题比较简单。
但是，实际上达到这样干的天然气是很少见的。因此就出现了如何处理水蒸气的问题。作者个人的意见是这样：
(1)作者从高位热值的定义来理解，不应把天然气中的水蒸气的潜热加入燃气高位热值，因为在高位热值的定义中明确规定“…，除燃烧中生成的水在温度t1下全部冷凝为液态外，其余所有燃烧产物均为气态。…”众所周知，燃气中的水分不是可以燃烧的成分，不属于燃烧中生成的水，而是属于其余所有燃烧产物，所以应为气态，其潜热不应记入高位热值。容克式水流式热量计在达到湿平衡时(参2)，求得的高位热值，就不包括燃气中水分的潜热，并且最后换算到干燃气的体积。如果大家都明确这一原则，就没有必要考虑水蒸气的潜热，也就没有“水蒸气非零热值”的难以理解的问题。但是必须分清干或湿天然气的热值，简单的方法是用符号或量纲予以分清。
(2)GB/T11062提出的几种水蒸气处理方法都很容易计算，但是所得结果各不相同，并且容易混
天然气热值换算方法
热值换算方法各种能源折标准煤参考系数
注：此表平均低位发热量用千卡表示，如需换算成焦耳，只需乘4.1816即可。 1、各种燃料的参考热值： 液化石油气：23000-24000kcal/kg 天然气：8500-9250kcal/m3 柴油：11000kcal/kg 电：860kcal/kwh 煤油：10250kcal/kg 这三种气体的热值：液化气最高，天然气次之，城市煤气较低。所以使用这三种气体的灶具等是不一样的，不能直接互换使用。 1.天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，取8300。 2. 管道煤气每立方米热值：3550千卡。 3.电每度热值：860千卡。 ４.液化气每公斤热值：10800千卡。 管道天然气、管道煤气、电与液化石油气价钱比较：. 每公斤液化气燃烧热值为10800千卡。每瓶液化气重14.5公斤,总计燃烧热值156600千卡。以100元每瓶算，100/156600＝0.00064元/千卡。 例如：将10公斤20度的水加热到50度，需要351千卡的热量，用液化气要：351*0.00064=0.23元。 用天然气要：351/8300=0.042立方米； 用管道煤气要：351/3550=0.099立方米，
则用电要：351/760=0.46度=0.46*0.5=0.23元； 管道天然气、管道煤气、电与液化石油气价格比较： 1. 天然气：156600/8300＝18.87 即：Ｔ＜液化气价格/18.87时，用天然气实惠； 2.管道煤气：156600/3550=44.11 即：M＜液化气价格/44.11时，用管道煤气实惠； 3.电：156600/860=182.09 即：D＜液化气价格/182.09时，用电实惠； 以上：T、M、D分别代表天然气、管道煤气和电的单位价钱。 2、换算方法： 例①：500 kg液化石油气相当于多少天然气？ 500 kg×23000 kcal/kg÷9000kcal/m3=1277.7m3 根据热值换算，500 kg液化石油气相当于1277.7m3天然气。 例②: 500 kg柴油相当于多少天然气？ 500 kg×11000 kcal/kg÷9700kcal/m3=567m3 根据热值换算，500 kg 柴油相当于567m3福山天然气。 例③：500度电热当量相当于多少天然气？ 500kwh×860kcal/kg÷9700kcal/m3=44.33m3 根据热值换算，500度电相当于44.33m3天然气。 例④：500 kg煤油相当于多少天然气？
天然气-用气量指标和年用气量计算
城市天然气的年用气量 1. 各类用户的用气量指标 用气量指标又称为耗气定额，常用热量指标来表示用气量指标。 (1) 居民生活用气量指标 居民生活用气量指标是指城镇居民每人每年平均天然气的用气量。 影响居民生活用气量指标的因素很多，如地区的气候条件、居民生活水平和饮食生活习惯、居民每户平均人口数、住宅内用气设备的设置情况、公共生活服务网的发展情况、燃气价格等。通常，住宅内用气设备齐全，地区的平均气温低，则居民生活用气量指标也高。但是，随着公共生活服务网的发展以及燃具改进，居民生活用气量又会下降。 上述各种因素错综复杂、相互制约，因此对居民生活用气量指标的影响无法精确确定。一般情况下需统计5～20年的实际运行数据作为基本依据，用数学方法处理统计数据，并建立适用的数学模型，分析确定；并预测未来发展趋势，然后提出可靠的用气量指标推荐值。 我国一些地区和城市的居民生活用气量指标见表4-1。 ) (2) 公共建筑用气量指标 影响公共建筑用户用气量指标的因素主要有城市天然气的供应情况、用气设备性能、热效率、加工食品的方式和地区的气候条件等。 公共建筑用气量指标一般也应根据当地公共建筑用气量的统计数据分析确定。 我国几种公共建筑用气量指标见表4-2。
(3) 工业企业用气量指标 工业企业用气量指标可由产品的耗气定额或其他燃料的实际消耗量进行折算，也可以按照同行业的用气量指标分析确定。我国部分工业产品的用气量指标见表4-3。 (4) 建筑采暖及空调用气量指标 采暖和空调用气量指标可按国家现行标准《城市热力管网设计规范》CJJ 34或当地建筑物耗热量指标确定。 (5) 天然气汽车用气量指标 天然气汽车用气量指标应根据当地天然气汽车种类、车型和使用量的统计数据分析确定。当缺乏用气量的实际统计资料时，可参照已有燃气汽车城镇的用气量指标分析确定。
煤气热值计算
燃气热值 燃烧一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。其常用单位有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 目录 1、燃气热值 ?简介 ?常用单位 ?分类 2、热值小知识 ?卡路里和焦耳的换算 ?热值比较 ?热值公式 3、煤气热值计算 1、燃气热值 简介 燃烧一定体积或质量的燃气完全燃烧所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。 完全燃烧是指燃烧产物为二氧化碳和水等不能再进行燃烧的稳定物质。 常用单位 其常用单位:有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 分类
燃气热值分为高位热值和低位热值： 1）高位热值是指规定量的气体完全燃烧，所生成的水蒸汽完全冷凝成水而释放出的热量。 2）低位热值是指规定量的气体完全燃烧，燃烧产物的温度与天燃气初始温度相同，所生成的水蒸汽保持气相，而释放出的热量。 燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气，这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时，不但要放出温差间的热量，而且要放出水蒸气的冷凝热，所以，高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时，水蒸气并没有冷凝，冷凝热得不到利用，这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。 日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值，我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值。 燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体，但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域，是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展，燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。 2、热值小知识 卡路里和焦耳的换算 1卡（cal）=4.1868焦耳（J）1大卡=4186.75焦耳（J） 1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。 1度=1千瓦时。根据W=Pt=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。 热值比较 1公斤液化气燃烧热值为:10800-11000大卡 1立方米天然气热值:8000-9000大卡 1度电的热值是:860大卡 1立方米的煤气热值:7110-7350大卡
天然气供热费用计算 (2)
天然气供热费用计算 一、理论计算： 1、天然气热值：8000-9000大卡/标准立方米，可取中间值8500大卡/标准立方米； 2、每燃烧1立方米天然气可产生的热量： 3、地板采暖功率：40W/平米，每平米建筑面积每天需要的热量： Q1=40*24*3600=345600J; 每天需要的天然气量立方米，取立方米； 4、深州供热季：11月15日-次年3月15日，共121天，则每平方米建筑面积需要天然气量：*121=立方米； 5、目前，深州的天然气价格元/立方米，则每个供暖季的费用为*=元， 6、如按照设计院要求的供热功率26W计算，重复上述过程，则每个供暖季的费用为*（26/40）=元/平米 7，我们正常供热的功率，会高于26W而低于40W，在这两个中间，取中间值，即（+）/2=元/平米，25元每平米是一个比较可靠的值； 二、百度经验：供热面积90平米，室内温度18摄氏度，房间保温效果比较好8-10立方米/天；每平米立方米，取中间值刚好是立方米/建筑平米； 三、网上搜索到衡水经验值： 1、面积，一般取建筑面积，这样计算比较、相对准确； 2、区域，以河北、北京为例，再往北增加10%，区域往南减少10%；
3、住宅结构：一般以节能住宅（2008年以后盖的楼房，外墙有保温），住宅楼为基础；不带保温的应增加20%左右，顶楼或你四周邻居不采暖相应增加10-20%； 4、使用习惯：一般按室内温度18度，24小时供暖计算，如果使用时间短，或使用室内温控器，可节约10%，室内温度高2度，可能费用要增加10%以上。 综合以上，按我们衡水市建设面积110平米中间楼层节能住宅邻居都采暖，每天的燃气消耗量约为7-8立方。，即每平米每天立方米，取中间值为：立方米，每个采暖季的用量：立方米，费用为：*=元/建筑平米。这个值仅比设计院采用的26W的功率对应的费用略高一点。我本人认为，这个经验有些过于理想化。还是25元/建筑平米相对比较可靠。 四、增加天然气壁挂炉，需要在原来天然气接口费的基础上，另加接口费400元/户。
天然气热值知识
天然气热值知识 Nm3为标准立方米，是在温度为0℃，压力为101325pa时的体积。 1卡路里的定义为将1克水在1大气压下提升1℃时所需要的热量。 1大卡=1000卡=1000卡路里=4186J=4.186KJ 10000大卡=41.9MJ 1MJ=1000KJ ?天然气Q（热值）=35590KJ/m3=35.6MJ/m3=8500大卡/m3（燃烧热效率92%）?液化石油气Q=47472KJ/Kg=47.5MJ/ kg =11000大卡/kg ?标准煤Q=29270KJ/Kg=29.27MJ/ kg=7000大卡/Kg ?汽油Q=43120KJ/Kg=43.2MJ/ kg=10300大卡/Kg ?柴油Q=42705KJ/Kg=42.7MJ/ kg=10000大卡/Kg （燃烧热效率85%） ?重油Q=9800—12000大卡/kg （燃烧热效率82%） ?煤油Q=43124KJ/kg=43.1MJ/ kg=10000大卡/kg ?焦炭Q=28470KJ/kg=28.4MJ/ kg=6500大卡/kg ?煤焦煤气Q=17580KJ/m3=17.6MJ/ m3=4200大卡/m3 ?水煤气Q=11000KJ/m3=2600大卡/m3 ?电Q=3600KJ/度=860大卡/度 一、液化气（LPG）转换天然气（CNG） 某工厂，原先使用的燃料为液化石油气（俗称液化气），每天用液化石油气600kg，每天工作11小时。那么，换成天然气后，每天用气是多少立方？设备小时流量是多少？答：液化石油气的热值是11000大卡/kg，天然气的热值是8500大卡/m3。 根据热量守恒，可知600 kg* 11000 / 8500=776.47m3.所以，该厂使用天然气作燃料后，每天用气量是776.47立方（理论核算值）。 如果11小时工作，则该厂设备小时流量Q=776.47m3/11h=70.59 m3/h。
天然气消耗量计算方法
天然气消耗量计算方法 注：以下为各种用途天然气的测算公式，属经验值。 一、相关换算数值 （一）1方天然气相当于1.1升汽油 （二）一吨柴油相当于1134方天然气 （三）一吨重油相当于1080方天然气 （四）一吨石油液化气相当于1160方天然气 （五）一吨煤相当于740方天然气（煤的热值为7000大卡） （六）新疆天然气热值一般在8500-9000大卡不等 （七）一标方天然气相当于10度电 二、民用气用气量测算公式 （一）已知市场用量测算（已有市场深度开发） 1、商服用气量测算公式 （1）餐饮用气量测算公式： A、职工食堂用气量测算公式：人数×0.09方/人=日用气量×年用气量天数=年用气量； B、酒店餐饮日均用气量测算公式（住宿）：酒店床位数（人）×入住率×0.09方/人（设计院提供三餐）=日均用气量×年用气量天数=年用气量； C、餐厅日均用气量测算公式（对外营业）：客流量（人次）×0.03方/人（设计院提供一餐）=日均用气量×年用气量天数=年用气量。 （2）洗浴业用气量测算公式： 客流量（人次）×0.09方/人=日均用气量×年用气量天数=年用气量。
2、居民用气量测算公式 居民用气量测算公式：户数×0.4方/户=日用气量×年用气量天数=年用气量。 3、民用气用气量测算公式 民用气用气量=商服用气+居民用气。 （二）未知市场用量测算（新市场开发） 1、数据来源：各地统计局，各年度《统计年鉴》 2、历史人口增长率 （1）历史人口：《统计年鉴》三-五年人口数据 （2）在计算出个年人口环比的情况下，求出三-五年人口环比平均自然增长率 （3）历史城镇人口：《统计年鉴》三-五年人口数据 （4）历史城镇人口环比增长率：由《统计年鉴》三-五年人口数据中，计算出平均人口环比增长率 3、未来若干年人口增长预测 （1）当年人口数量=上一年人口数量×历史人口环比平均自然增长率+上一年人口数量（以此类推） （2）当年城镇人口数量=上一年城镇人口数量×历史城镇人口环比平均自然增长率+上一年城镇人口数量（以此类推） （3）居民户数测算=当年城镇人口数量÷单户均平人口数（《统计年鉴》） 4、民用气预测
天然气转换的热值标准选择
天然气转换的热值标准选择 中国与世界上许多国家一样，城市燃气发展都经历过煤制气→油制气→液化石油气→天然气转换过程→天然气。 1、天然气转换过程 所谓天然气转换过程，就是用天然气不断置换原先所使用的燃气（煤制气、油制气、液化石油气）以达到以天然气为主气源供气的整个置换过程，包括气体转换过程和热值转换过程。用天然气取代其它气源是一种必然趋势。 20世纪50年代以后，一些发展国家就致力开发天然气资源，即使本身缺乏天然气资源的国家和地区都在大量进口天然气，不断进行人工煤气或液化石油气向天然气转换的工程，以实现天然气转换的目标。 持在11000Kcal / Nm3范围内。日本称13AGas。 2、天然气时代的特征 当城市燃气进入以天然气为主气源供应的时段，人们称之为天然气时代，这个使用着“无悔燃料”天然气的时代，将会延续相当长的一段历史时期。 （1）当天然气成为城市燃气的主气源时，其供应方式必将朝着跨地区、大面积、大管网的方向发展。 （2）燃气企业将朝着上、中、下游利益共享、设施配套、产供销一体化的产业集团方向发展。 （3）供气管网将朝着跨地区、跨省市、甚至是跨国界的方向发展。 （4）共同遵守天然气的质量标准，包括天然气的热值标准和燃器具的燃烧技术标准。 3、天然气转换的“互换性”要求 要安全有效地完成一个地区或一个国家的天然气转换和热值转换，是燃气事
业者的历史责任和历史使命。 规定天然气的热值指标，实际上就是限定燃烧气体的华白指数范围，解决气源互换性的重要手段，满足华白指数在5%～10%范围内波动，有利于对燃器具燃烧技术的规范。 提出符合国家实际的天然气热值标准，让天然气转换的燃气互换性和燃具的适应性相互匹配，顺利完成天然气转换是一个非常重要的课题。 4、天然气转换的热值标准选择 对我国各地天然气组分与燃烧特性以及在我国使用的LNG组分与燃烧特性结合起来综合分析： 提供的化验数据。一般情况下，出于商务方面的考虑，实际供应的天然气热值要要较表中值低一些。
煤气成分及热值计算
发生炉煤气成分分析及煤气热值计算关键词： 发生炉煤气成分分析热值 煤气的成分是根据化学分析或色谱分析的结果得到的，根据煤气中的可燃成分的体积百分比及单一可燃成分的热值，计算出煤气热值。发生炉煤气成分分析及热值计算对煤气发生炉运行炉况的的判断有着重要作用。 一般企业中，通常采用奥式气体分析器对发生炉煤气的成分进行分析。 这种气体分析装置，测定值比较准确，可以满足工业生产和控制要求，而且结构简单，操作方便。其测定原理是： 利用煤气中各组分的不同化学吸收特性，依次与相应的液相化学物质在不同的吸收瓶内反复地接触，以达到误差允许的化学平衡，然后作各组分的含量计算。 1、吸收剂的配置 所有的吸收剂药品，一定要在使用有效期内，否则会影响检测精度。 (1)C02吸收剂KOH 吸收瓶中33%的KOH溶液重量百分比，一定要在吸收瓶中放入液体石蜡, 以防止大气中CO2溶入和吸收水汽而变稀。 (2)CmHn吸收剂为酸性银镍盐溶液： 硫酸银及硫酸镍的浓硫酸溶液，其中各组分所占的重量百分比为： Ag2SO4— 0.65% NiSO4— 0.065% H2SO4— 99.285% （3）氧吸收剂是焦性没食子酸溶液：焦性没食子酸碱性溶液各组分的浓度
为： 焦性没食子酸10%, KOH为24%,其余为水；吸收瓶中试液表面的液体石蜡封蒙，防止自身氧化失效。 （4）CO吸收剂是铜氨络合液： 于1:1 盐酸中加氯化亚铜至饱和,并静置24 小时；? 碱性氯化铜溶液的组分重量百分比为： 氯化亚铜—12%,氯化铵—10%,浓氨水—36%,水—42%,搅拌至氯化亚铜完全溶解并呈蓝色透明。加入吸收瓶后用液体石蜡隔绝空气。? （5）硫酸溶液（10%）配制： 在10%硫酸溶液中加入2~3滴甲基红批示液。 2、吸收 抽取气样100ml 于采样瓶中,按顺序逐一吸收CO 2、CmHn、O 2、CO,再以配氧爆炸法测定H2和CH4含量。 （1）CO2的吸收 100ml气样在吸收后体积减少到VI。反应式为： CO2+2KOH=K2CO3+H2O CO2+KOH=KHCO3 （2）不饱和烃CmHn的吸收 吸收后样气的体积由V1减为V2，吸收反应： C2H4+H2S2O7二C2H5S2O7?H磺酸乙烯) C2H2+H2SO4二C2H4SO4硫酸乙烯)
天然气高位发热量和低位发热量计算说明
天然气高位发热量和低位发热量计算说明 1、计算混合物中第j种组分的“体积分数/压缩因子（V j /C j）”，“压缩因子”的 物理意义为实际气体体积分数与理想气体体积分数的差别，“体积分数/压缩因子（V j /C j）”就相当于把实际气体体积分数折算成理想气体体积分数。2、计算混合物中第j种组分的“摩尔分数X j”。
101j j j j j j V C X V C ==∑ 3、 计算1 mol 混合物中第j 种组分的高位发热量。 HS j ×X j 4、 计算1 mol 混合物的高位发热量。 10 1 ()j j j HS X =?∑ 5、 计算在P 压力、T 温度下的高位体积发热量，计算公式： 10 1 ()8.31451j j j P HS HS X T ==???∑ MJ/m 3 式中：8.31451为天然气混合物的气体常数R 。 6、 计算在P 压力、T 温度下的低位体积发热量，与高位体积发热量相似，从步骤1 到步骤5，只不过把步骤3、4、5中的高位发热量换成低位发热量。 性能计算中用到的是天然气的低位发热量，燃烧室的能量平衡关系公式为： (3.9) 式中： — 燃烧室的空气摩尔流量 — 压气机出口空气焓 — 燃烧室的燃料摩尔流量 — 燃料的低位发热量 — 燃烧室的燃烧效率 — 燃气透平进口燃气焓 上式中燃料的低位发热量Q l 单位为MJ/kMol ， 所以3 122.4/36.37/22.4/814.688/Q HI L Mol MJ m L Mol MJ kMol =?=?=，其中22.4L/Mol 为天然气在标准状态下的摩尔体积。 由于Q 1单位为MJ/kMol ，所以在计算天然气的低位发热量时，统一使用标准状态下的压力P 和温度T 计算HI ，其目的是能够使用标准状态下天然气的摩尔体积22.4L/Mol 。
燃气产品热值的计算
融汇产品热值的计算: 1、能源的热值： A、石油液化气的热值：22000Kcal/m3 B、石油液化气的热值：11440Kcal/Kg C、天然气的热值：8500Kcal/m3 D、沼气的热值：5500Kcal/m3 以上热值根据不同国家的实际情况略有微小差异。 2、千瓦数值转换为燃气值 例如30KW转换为热值数： 1kw=3.6x106焦耳=860Kcal 所以30KW=30x860=25800Kcal A、30KW转换成石油液化气多少立方 V石油液化气=25800/22000=1.172m3 B、30KW转换成石油液化气多少公斤 G石油液化气=25800/11440=2.25kg C、30KW转换成天然气多少立方 V天然气=25800/8500=3.03m3 D、30KW转换成沼气气多少立方 V沼气=25800/5500=4.69m3
空间面积取暖所需要热量计算： 一、对流方式计算方法： Q=Vx△txK V：指的是所需加热区域的体积 △t：指的是室内外温度差 K：指的是不同建筑物的保温系数 以下举例说明： a、一个需要采暖的加热区域热传 导系数K=4 b、被采暖空间的为：高3米x宽4 米x长12米=144立方的体积 c、室外温度为-5℃，室需要温度为 18℃，则温度差为23℃。 如果我们用以上公式计算： Q=Vx△txK=144x23x4=13248Kcal/h 由此可以计算出该面积每小时所消耗的能源： A、石油液化气的热值：22000Kcal/m3 Ma=13248Kcal/22000Kcal=0.602m3 即以上采暖空间为144㎡一小时消耗石油液化气为0.602 立方。
天然气转换的热值标准选择
天然气转换的热值标准选择 赖元楷 中国与世界上许多国家一样，城市燃气发展都经历过煤制气→油制气→液化石油气→天然气转换过程→天然气。 1、天然气转换过程 所谓天然气转换过程，就是用天然气不断置换原先所使用的燃气（煤制气、油制气、液化石油气）以达到以天然气为主气源供气的整个置换过程，包括气体转换过程和热值转换过程。用天然气取代其它气源是一种必然趋势。 20世纪50年代以后，一些发展国家就致力开发天然气资源，即使本身缺乏天然气资源的国家和地区都在大量进口天然气，不断进行人工煤气或液化石油气向天然气转换的工程，以实现天然气转换的目标。 持在11000Kcal / Nm3范围内。日本称13AGas。 2、天然气时代的特征 当城市燃气进入以天然气为主气源供应的时段，人们称之为天然气时代，这个使用着“无悔燃料”天然气的时代，将会延续相当长的一段历史时期。 （1）当天然气成为城市燃气的主气源时，其供应方式必将朝着跨地区、大面积、大管网的方向发展。 （2）燃气企业将朝着上、中、下游利益共享、设施配套、产供销一体化的产业集团方向发展。 （3）供气管网将朝着跨地区、跨省市、甚至是跨国界的方向发展。 （4）共同遵守天然气的质量标准，包括天然气的热值标准和燃器具的燃烧技术标准。 3、天然气转换的“互换性”要求 要安全有效地完成一个地区或一个国家的天然气转换和热值转换，是燃气事
业者的历史责任和历史使命。 规定天然气的热值指标，实际上就是限定燃烧气体的华白指数范围，解决气源互换性的重要手段，满足华白指数在5%～10%范围内波动，有利于对燃器具燃烧技术的规范。 提出符合国家实际的天然气热值标准，让天然气转换的燃气互换性和燃具的适应性相互匹配，顺利完成天然气转换是一个非常重要的课题。 4、天然气转换的热值标准选择 对我国各地天然气组分与燃烧特性以及在我国使用的LNG组分与燃烧特性结合起来综合分析： （1）国内各地天然气组分与燃烧特性参数一览表
天然气转换的热值标准选择
天然气转换的热值标准选择
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天然气转换的热值标准选择 中国与世界上许多国家一样，城市燃气发展都经历过煤制气→油制气→液化石油气→天然气转换过程→天然气。 1、天然气转换过程 所谓天然气转换过程，就是用天然气不断置换原先所使用的燃气(煤制气、油制气、液化石油气)以达到以天然气为主气源供气的整个置换过程，包括气体转换过程和热值转换过程。用天然气取代其它气源是一种必然趋势。 20世纪50年代以后，一些发展国家就致力开发天然气资源，即使本身缺乏天然气资源的国家和地区都在大量进口天然气，不断进行人工煤气或液化石油气向天然气转换的工程，以实现天然气转换的目标。 (1)部分国家天然气转换时间表 国家实现天然气转换时间(年) 气源 美国1945 — 1958 管道天然气为主 前苏联1948 — 1960 管道天然气为主 前期用LNG，后 英国1964 — 1977 期用管道天然气 LNG与管道天然 法国1962 — 1982 气 以管道天然气为 德国1960 — 1970 主，少量LNG 澳大利亚1976 — 1986 管道天然气 日本1969 — 1998 全部LNG供应 (2) 日本四大煤气公司天然气转换情况 变化情况东京大阪东部西部 引入天然气1969年1972年1977年1988年 开始热量转换1972年1975年1978年1990年
实现转换1988年1990年1993年1998年注：热量转换是在LNG气化之后加进一定数量的LPG气体，使其热值维持在11000Kcal/Nm3范围内。日本称13AGas。 2、天然气时代的特征 当城市燃气进入以天然气为主气源供应的时段，人们称之为天然气时代，这个使用着“无悔燃料”天然气的时代，将会延续相当长的一段历史时期。 (1)当天然气成为城市燃气的主气源时，其供应方式必将朝着跨地区、大面积、大管网的方向发展。 (2)燃气企业将朝着上、中、下游利益共享、设施配套、产供销一体化的产业集团方向发展。 (3)供气管网将朝着跨地区、跨省市、甚至是跨国界的方向发展。 (4)共同遵守天然气的质量标准，包括天然气的热值标准和燃器具的燃烧技术标准。 3、天然气转换的“互换性”要求 要安全有效地完成一个地区或一个国家的天然气转换和热值转换，是燃气事业者的历史责任和历史使命。 规定天然气的热值指标，实际上就是限定燃烧气体的华白指数范围，解决气源互换性的重要手段，满足华白指数在5%～10%范围内波动，有利于对燃器具燃烧技术的规范。 提出符合国家实际的天然气热值标准，让天然气转换的燃气互换性和燃具的适应性相互匹配，顺利完成天然气转换是一个非常重要的课题。 4、天然气转换的热值标准选择 对我国各地天然气组分与燃烧特性以及在我国使用的LNG组分与燃烧特性结合起来综合分析： (1)国内各地天然气组分与燃烧特性参数一览表 目甲烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷戊烷氮气高位热值 低位热 值 华白指数燃烧势气体 CH4C2H6C3H8iC4H10nC4H10C5H12N2 MJ/Nm3(kcal/Nm3) CP 相对密度(体积：％) - 甘宁94.7 0.55 0.08 1 0.01 0 4.64 38.2 34.47 50.26 37.89 0.5778 -9124 -8232 -12004 里木96.266 1.77 0.3 0.062 0.075 0.125 1.442 40.27 36.36 52.99 39.85 0.5775 -9616 -8684 -12658 西北80.38 12.48 1.8 0.08 0.11 0.06 5.08 43.16 39.21 46.85 32.03 0.849
天然气热值换算
天然气热值换算 2009-3-2 15:43| 发布者: LNG是什么| 查看: 18806| 评论: 2 摘要: 表格中的当量换算基本上基于如下标准： 1.天然气：1000英热单位/立方英尺=9500大卡/立方米。（Groningen气为8400大卡/立方米） 2.液化石油气：假定其按50/50的丙烷与丁烷的混合比例。其中r与p分别代表冷冻与压缩状态 ... 表格中的当量换算基本上基于如下标准： 1.天然气：1000英热单位/立方英尺=9500大卡/立方米。（Groningen气为8400大卡/立方米） 2.液化石油气：假定其按50/50的丙烷与丁烷的混合比例。其中r与p分别代表冷冻与压缩状态下的液化石油气。 3.热值，百万英热单位（总量） 每吨—液化天然气51.8；液化石油气47.3；油42.3；煤27.3 每桶—液化天然气3.8；液化石油气（冷冻）4.45；液化石油气（压缩）4.1；油5.8 每立方米—液化天然气23.8；液化石油气（冷冻）28；液化石油气（压缩）25.8符号和缩写 以下的符号和单位不一定与国际气联推荐使的国际计量系统一致，然而，因为使用方便，它们仍被天然气工业系统所广泛采用。 BTU - 英制热量单位 MMBTU - 百万英制热量单位 ft3 –立方英尺 scf –标准立方英尺 Mcf –千立方英尺 MMcf –百万立方英尺 Tcf –万亿立方英尺 Nm3 –常态立方米 mrd m3 – 109立方米 天然气的术语和成分 注：本表采用的天然气为：1000 英热单位/ 立方英尺= 9500大卡/立方米Groningen 天然气的热值为：8400大卡/立方米 LPG：指50/50 的丙烷/丁烷含量 LNG 液化天然气
天然气综合换算表
天然气综合换算表 2015-04-28 一、天然气介绍 天然气是指埋藏在地下的可燃气体，主要成分为甲烷(CH4)。天然气形式主要有四种： 气田气 由气井采出的可燃气体称为纯天然气或气田气。它的主要成分是甲烷（CH4），约占90%以上，此外还含有少量的乙烷（C2H6），丙烷（C3H8），硫化氢（H2S）,一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2）等，热值约为38MJ/Nm3。 凝析气田气 凝析气田气是指在开采过程中有较多C5及C5以上的石油轻烃馏分可凝析出来，但是没有较重的原油同时采出的天然气。其主要成分除含有大量的甲烷（CH4）外，还含有2%-5%的C5及C5以上碳氢化合物，热值约46MJ/Nm3。 石油伴生气 石油伴生气是指在开采过程中与液体石油一起开采出来的天然气，是采油时的副产品。它的主要成分也是甲烷，约占70%-80%左右，还含有一些其它烷烃类，以及CO2，H2，N2等。热值约为42MJ/Nm3。 煤矿矿井气 煤矿矿井气是指从井下煤层中抽出的煤矿矿井气，是采煤的副产品。实际上它是煤层气与空气的混合气。其主要成分是甲烷（CH4）和氮气（N2），此外还含有O2和CO等。值得注意的是，矿井气只有当CH4含量在40%以上才能作为燃气供应，CH4体积组分在40%—50%时，矿井气热值约为17MJ/Nm3。 另外，天然气除了常规的气态形式存在于管道当中外，还可以经过加工，变成LNG和CNG。 LNG 当天然气在大气压下，冷却至约-162℃时，天然气由气态转变成液态，称为液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）。LNG无色.无味.无毒且无腐蚀性，天然气液化是一个低温过程，在温度不超过临界温度（-82摄氏度），对气
燃气基本性质计算公式
计算公式 ※公式分类→ 燃气基本性质| ·华白数计算来源：《燃气燃烧与应 用》 2003-11-12 公式说明： 公式： 参数说明：W——华白数，或称热负荷指数； H——燃气热值(KJ/Nm3)，按照各国习惯，有些取用高热值，有些取用低热值；S——燃气相对密度(设空气的S=1)。 ·含有氧气的混合气体 爆炸极限 来源：《燃气输配》中 国建筑工业出版社 2003-6-30 公式说明：
公式： 参数说明：L T——包含有空气的混合气体的整体爆炸极限（体积%）；L nA——该混合气体的无空气基爆炸极限（体积%）； y AiR——空气在该混合气体中的容积成分（%）。 ·含有惰性气体的混合 气体的爆炸极限 来源：《燃气输配》中 国建筑工业出版社 2003-6-30 公式说明： 公式： 参数说明：L——含有惰性气体的可燃气体的爆炸极限（体积%）； L c——该燃气的可燃基（扣除了惰性气体含量后、重新调整计算出的各燃气容积成分）的爆炸极限值（体 积%）； y N——含有惰性气体的燃气中，惰性气体的容积成分（%）。
·只含有可燃气体的混 合气体的爆炸极限 来源：《燃气输配》中 国建筑工业出版社 2003-6-30 公式说明： 公式： 参数说明：L——混合气体的爆炸（下上）限（体积%）； L１、L２……L n——混合气体中各可燃气体的爆炸下（上）限（体积%）； y１、y２……y n——混合气体中各可燃气体的容积成分（%）。 ·液态碳氢化合物的容 积膨胀 来源：《燃气输配》中 国建筑工业出版社 2003-6-30 公式说明： 公式：
参数说明：（1）、对于单一液体v１——温度为t１(℃)的液体体积； v２——温度为t２(℃)的液体体积； β——t１至t２温度范围内的容积膨胀系数平均值。（2）、对于混合液体v’１1、v’２——温度为t１、t２时混合液体的体积； k１、k２……k n——温度为t1时混合液体各组分的容积成分； β１、β２……βn——各组分由t1至t2温度范围内容积膨胀系数平均值。 ·液化石油气的气相和 液相组成之间的换算 来源：《燃气输配》中 国建筑工业出版社 2003-6-30 公式说明： 公式：
天然气高位发热量和低位发热量计算说明
天然气高位发热量和低位发热量计算说明
1、 计算混合物中第j 种组分的“体积分数/压缩因子（V j /C j ）”，“压缩因子”的物理意义为实际气体体积分数与理想气体体积分数的差别，“体积分数/压缩因子（V j /C j ）”就相当于把实际气体体积分数折算成理想气体体积分数。 2、 计算混合物中第j 种组分的“摩尔分数X j ”。 10 1j j j j j j V C X V C ==∑ 3、 计算1 mol 混合物中第j 种组分的高位发热量。 HS j ×X j 4、 计算1 mol 混合物的高位发热量。 10 1 ()j j j HS X =?∑ 5、 计算在P 压力、T 温度下的高位体积发热量，计算公式：
10 1 ()8.31451j j j P HS HS X T ==???∑ MJ/m 3 式中：8.31451为天然气混合物的气体常数R 。 6、 计算在P 压力、T 温度下的低位体积发热量，与高位体积发热量相似，从步骤1 到步骤5，只不过把步骤3、4、5中的高位发热量换成低位发热量。 性能计算中用到的是天然气的低位发热量，燃烧室的能量平衡关系公式为： (3.9) 式中： — 燃烧室的空气摩尔流量 — 压气机出口空气焓 — 燃烧室的燃料摩尔流量 — 燃料的低位发热量 — 燃烧室的燃烧效率 — 燃气透平进口燃气焓 上式中燃料的低位发热量Q l 单位为MJ/kMol ， 所以3122.4/36.37/22.4/814.688/Q HI L Mol MJ m L Mol MJ kMol =?=?=，其中22.4L/Mol 为天然气在标准状态下的摩尔体积。 由于Q 1单位为MJ/kMol ，所以在计算天然气的低位发热量时，统一使用标准状态下的压力P 和温度T 计算HI ，其目的是能够使用标准状态下天然气的摩尔体积22.4L/Mol 。
天然气热值换算
天然气热值换算
表格中的当量换算基本上基于如下标准： 1.天然气：1000 英热单位/立方英尺=9500 大卡/立方米。（Groningen 气为 8400 大卡/立方米） 2.液化石油气：假定其按 50/50 的丙烷与丁烷的混合比例。其中 r 与 p 分别代表冷冻与压缩状态下的 液化石油气。 3.热值，百万英热单位（总量） 每吨—液化天然气 51.8；液化石油气 47.3；油 42.3；煤 27.3 每桶—液化天然气 3.8；液化石油气（冷冻）4.45；液化石油气（压缩）4.1；油 5.8 每立方米—液化天然气 23.8；液化石油气（冷冻）28；液化石油气（压缩）25.8 符号和缩写
以下的符号和单位不一定与国际气联推荐使的国际计量系统一致，然而，因为使用方便，它们仍被 天然气工业系统所广泛采用。 BTU - 英制热量单位 MMBTU - 百万英制热量单位 ft3 – 立方英尺 scf – 标准立方英尺 Mcf – 千立方英尺 MMcf – 百万立方英尺 Tcf – 万亿立方英尺 Nm3 – 常态立方米 mrd m3 – 109 立方米 天然气的术语和成分 注：本表采用的天然气为： 1000 英热单位/ 立方英尺 = 9500 大卡/立方米 Groningen 天然气的热值为： 8400 大卡/立方米 LPG： 指 50/50 的 丙烷/丁烷 含量 LNG 液化天然气、 LPG 液化石油气、 NGL 天然气凝析液、 SNG 合成（代替品）天然气
表 1：天然气：国际燃料价格当量（美元） 原油 燃料油 一美分／百万 英制热量单位 石脑油 = LPG(r) LPG(p) LNG 4.5 4.1 3.8
5.8 6.4 5.2 美分／桶
原油 燃料油 十美分／百万 英制热量单位 = 石脑油 LPG LNG 原油 燃料油 石脑油 一美元／桶 = LPG(r) LPG(p) LNG
4.2 4.0 4.5 4.7 5.2 17 16 19 22 24 26 美分／百万 英制热量单位 美元／ 吨
原油 燃料油 一美元／吨 = 石脑油 LPG LNG
2.4 2.5 2.2 2.1 1.9 美分／百万 英制热量单位
表 2: 天然气：立方米估算当量
天然气常用基础数据换算
天然气常用基础数据换算与比较 一、天然气的不同形态 城市燃气行业所称的天然气，通常是指从油气藏中开采出来的天然气经处理后得到的商品天然气。 在标准状态下（温度273.15 K 压力101325 kPa）： ◆天然气的密度大约是0.75-0.8Kg/Nm3, 相对密度（天然气密度与干燥空气密度的比 值）约为0.58~0.62 . 将以符合现行国家标准《天然气》GB17820之二类（表1）商品天然气作为气源，在环境温度为-40℃至50℃时，经加压站净化、脱水、压缩至20~25.0 MPa；即可得到压缩天然气( CNG )。 天然气的技术指标GB17820 表1 ◆压缩天然气( CNG )约为标准状态下同质量天然气体积的1/300,其辛烷值在122~130 之间. 当采用天然气液化工艺，将天然气最终在温度为112K、压力为0.1MPa左右的条件下液化即可成为液化天然气(LNG)。 ◆液化天然气密度为标准状态下甲烷的600多倍，体积能量密度为汽油的72%。 二、天然气与替代能源等热值综合比价 天然气的热值又称为发热量。天然气的热值可分高位热值和低位热值。 ◆不同组分天然气的热值不同，天然气的高位热值一般在30-40 MJ/Nm3之间，大庆
燃气供给用户的天然气其高位热值是36.8 MJ/Nm3左右（数据来源：石油工业原由及石油产品质量监督检验中心天然气性质检验结果报告单；2006年11月22日，取样地点：红岗调压站）。 天然气的高位热值：在燃烧反应发生时，压力P1保持恒定，所有燃烧产物的温度降至与规定的反应物温度T1相同的温度，除燃烧中生成的水在温度T1下全部冷凝为液态外其余所有燃烧产物均为气态。 天然气的低位热值：在燃烧反应发生时，压力p1保持恒定，所有燃烧物的温度降至与指定的反应物温度T1相同的温度，所有的燃烧产物均为气态。 按天然气的实际热值计算(天然气的热值取：35.588 MJ/kg): ◆ 1千立方米天然气相当于0.850吨原油的热值（石油的热值取：41.868 MJ/kg）； ◆ 1千立方米天然气相当于0.750吨LPG的热值（LPG的热值取：47.472 MJ/kg）； ◆ 1千立方米天然气相当于9885.55千瓦时电力的热值（电的热值取：1kw·h =3.6 MJ）； ◆ 1千立方米天然气相当于1.214吨标煤的热值（标煤的热值取：29.307 MJ/kg）； ◆ 1千立方米天然气相当于0.825吨90#汽油的热值（汽油的热值取：43.124 MJ/kg）； ◆ 1千立方米天然气相当于0.833吨柴油的热值（柴油的热值取：42.705 MJ/kg）。 ◆ 1千立方米天然气相当于1.250吨焦炭的热值（焦炭的热值取：28.470 MJ/kg）； ◆ 1千立方米天然气相当于2.125千立方米焦炉煤气的热值 （焦炉煤气的热值取：16.746 MJ/ Nm3）。 把天然气与替代能源进行等热值情况下价格综合对比（选取价格见表2，取2004年价格），可见： ◆煤炭价格最低，约为天然气价格的30%左右； ◆电力和LPG的等热值价格最高，分别为天然气价格的3.12倍和2.82倍； ◆汽油的价格约为天然气价格的3.14倍。 ◆柴油的价格约为天然气价格的3.23倍。 ◆石油的价格也较高，约为天然气价格的2.5倍。 ◆焦炭的价格约为天然气价格的1.17倍。 ◆焦炉煤气的价格约为天然气价格的1.55倍。
天然气高位发热量和低位发热量计算说明修订稿
天然气高位发热量和低 位发热量计算说明 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
天然气高位发热量和低位发热量计算说明 1、计算混合物中第j种组分的“体积分数/压缩因子（V j /C j）”，“压缩因子” 的物理意义为实际气体体积分数与理想气体体积分数的差别，“体积分数/压缩因子（V j /C j）”就相当于把实际气体体积分数折算成理想气体体积分数。 2、计算混合物中第j种组分的“摩尔分数X j”。
101j j j j j j V C X V C ==∑ 3、 计算1 mol 混合物中第j 种组分的高位发热量。 HS j ×X j 4、 计算1 mol 混合物的高位发热量。 10 1 ()j j j HS X =?∑ 5、 计算在P 压力、T 温度下的高位体积发热量，计算公式： 10 1 ()8.31451j j j P HS HS X T ==???∑ MJ/m 3 式中：为天然气混合物的气体常数R 。 6、 计算在P 压力、T 温度下的低位体积发热量，与高位体积发热量相似，从步 骤1到步骤5，只不过把步骤3、4、5中的高位发热量换成低位发热量。 性能计算中用到的是天然气的低位发热量，燃烧室的能量平衡关系公式为： GM air ?h 2+GM fuel ?Q l ?ηcb =(GM air +GM fuel )?h 3 式中： GM air — 燃烧室的空气摩尔流量 h 2 — 压气机出口空气焓 GM fuel — 燃烧室的燃料摩尔流量 Q l — 燃料的低位发热量 ηcb — 燃烧室的燃烧效率 h 3 — 燃气透平进口燃气焓 上式中燃料的低位发热量Q l 单位为MJ/kMol ， 所以3122.4/36.37/22.4/814.688/Q HI L Mol MJ m L Mol MJ kMol =?=?=，其中Mol 为天然气在标准状态下的摩尔体积。
燃气计算
雷诺数是一种可用来表征流体情况的无量纲数，用Re 表示，Re=ρvr/η，其中v 、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数，r 为一特征线度。例如：流体流过圆形管道，则r 为管道半径，利用雷诺数可区分流体的流动是层流或湍流，也可以原来确定物体在流体中流动所受到的阻力。例如，对于小球在流体中的流动，当Re 比“1”小得很多时，其阻力f=6πrηv （称为斯托克斯公式），当Re 比“1”大得多时，f…=0.2πr2v2，而与η无关。希望可以帮到楼主 低压燃气管道计算说明 （1）根据《城镇燃气设计规范》（GB 50028-2006）规定，低压燃气管道单位长度的摩擦阻力宜按照下式计算。 72 5 06.2610m Q T R dT λρ?= 式中 Rm ：燃气管道单位长度摩擦阻力，Pa/m ； λ：燃气管道的摩擦阻力系数； Q ：燃气管道的计算流量，Nm 3/h ； d ：管道内径； ρ：燃气密度，kg/Nm 3； T ：设计中所采用的燃气温度，K （本燃气管道设计温度采用288K ）； T 0：273.16，K (2)根据燃气在管道中的不同运动状态，摩擦阻力系数λ按下列各式计算： 层流状态：R e 2100≤时， 64 R e λ= ； 临界状态：R e 21003500= 时， 5 R e 2100 0.0365R e 10λ-=+ -； 湍流状态：R e 3500>时，与管材有关： 钢管： 68 0.11()R e K d λ=+ ；（本次所选管道为钢管，K ＝0.2） 式中 Re ：雷诺数； v ：标准状况下的燃气运动粘度，m2/s ； K ：管壁内表面的当量绝对粗糙度，对钢管取0.2mm 。