利用BWRS方程计算天然气发热量

利用BWRS方程计算天然气发热量

【摘要】每一标准立方米或每一公斤不同组分的天然气所释放能量是不一样的。本文详细介绍了采用精度较高的实际气体BWRS状态方程进行多组分实际气体（天然气）的发热量数值计算方法，过程以及程序编制；精确地计算出不同温度和压力的状态下，天然气密度、压缩因子和发热量等物性参数。通过计算实例验证，表明所采用的数学模型和数值计算方法是可靠的，计算精度高，计算范围广。

【关键词】天然气物性参数？BWRS方程？发热量

1 概述

不同气田的天然气组分有区别，就是同一个气田不同气层或同一气层不同开采时期所采出的天然气，其组分也是不同的。将它们作为能源使用，每一标准立方米或每一公斤不同组分的天然气所释放能量是不一样的。当今现实是世界面临能源危机，而企业要严密的科学管理，采用天然气能量计量较标准体积流量计量或质量流量计量将会使天然气交接计量更为合理，更为科学。在企业内部采用能量计量可充分利用能量计量可充分利用能源，挖掘生产潜力。预计不久的将来它便为人们所接受。

目前国际上使用的热值测量基于不同的测量技术，它大致可分为直接测量和间接测量两种。直接测量是使用一种可记录式的气体热量计。

直接测量是比较复杂和困难的，因此经常采用气相色谱分析天然气组分而进行间接测量天然气热值。它可以是在线，也可以是离线。气相色谱仪可以分离和测量出天然气中单一或复合组分的值，这是通过将检测信号与组分已经明确并经过检定的标准气体信号进行比较和计算而得到。根据天然气的组分值和其它一些物理特性便可计算出热值来。

但是，有许多输气管网没有条件进行直接测量或是间接测量，但同时我们需要知道输气管网的物性参数和热量值，因此开展没有配置在线色谱仪的计量站点天然气发热量等物性参数（密度和相对密度）随环境温度和压力等因素变化影响规律研究，用状态重构，高等工程热力学等技术建立数学模型是十分重要和必要的。

（式7）

6 实际天然气的燃烧热值的计算方法

1m3天然气完全燃烧所放出的热量称为燃烧热值，单位为kJ/ m3。天然气的燃烧热值包括高热值和低热值。高热值是指压力为101.325kpa，温度在25℃，燃烧所生成的水蒸气完全冷凝成水。低热值是指天然气初始温度与燃烧后所生成

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？

怎样运用理想气体状态方程解题

§7 怎样运用理想气体状态方程解题 理想气体处在平衡状态时，描写状态的各个参量（压强P 、体积V 和温度T ）之间关系式，叫理想气体状态方程，其数学表达式为： (1)M PV RT μ= 此式的适用条件是：①理想气体；②平衡态。 上式中： M －气体的质量； μ－－摩尔质量； M μ－是气体的摩尔数。 对于一定质量， 一定种类的理想气体，在热平衡下，状态方程可写为： 112212PV PV M R const T T μ==== 此式表明：一定质量、一定种类的理想气体，几个平衡状态的各参量之间的关系。 对于种类相同的两部分气体的状态参量分别为1P 、1V 、1T 、2P 、2V 、2T ，现将其混合。其状态参量为P 、V 、T ，则状态参量间具有下列关系式： 112212 PV PV PV T T T =+ 此式实质上说明了质量守恒：12M M M =+（1M 、2M 与M 分别表示混合前后的质量），按照质量守恒与状态方程是否可以得知：式（3）对不同气体也照样适合？请思考。 一、关于气体恒量R 的单位选择问题： 一摩尔质量的理想气体，要标准状况下，即01P atm =，0273.15T K =，022.4V L =，故有000 PV R T =。 在国际单位制() 23P /,a N m m -压强体积用作单位中，R 的量值选8.31J/mol K ?。

因为：32331.01310/22.410/8.31/273.15N m m mol R J mol K K ???==?； 在压强用大气压、体积用3m 时，R 的量值取3 8.2110/atm m mol K -???，因为： 335122.410/8.2110/273.15atm m mol R atm m mol K K -??==??? 在压强用大气压作单位、体积用升作单位时，R 的量值选0.082/atm l mol K ??，因为： 122.4/0.082/273.15atm l mol R atm l mol K K ?==?? 应用M PV RT μ=计算时，压强、体积单位的选取必须与R 一致在同时温度必须用热力 学温标。 二、怎样用状态方程来解题呢？ 1、根据问题的要求和解题的方便，倒塌选取研究对象。研究对象选择得合理，解题就会很方便，否则会造成很多麻烦。选择对象时，容易受容器的限制。事实上，有时一摆脱容器的束缚，就能巧选研究对象。选择时应注意：在独立方程的个数等于未知量的个数的前提下，研究对象的数目应尽可能地少。最好是，研究对象的数目恰好等于待求的未知量的数目，此时，中间未知量一个也没出现。 2、描写研究对象的初、未平衡状态，即确定平衡状态下的P 、V 、T ； 3、根据过程的特征，选用规律列出方程，并求解。选择研究对象与选用规律，其根据都是过程的特征，因此，这两者往往紧密联系。列方程时，一般用状态方程的式子多，而用状态变化方程时式子较少，故能用状态变化方程时应尽可能优先考虑。 气体的混合（如充气、贮气等）和分离（如抽气、漏气等）有关的习题不少。对于这类习题，可从不同角度出发去列方程：①从质量守恒定律或推广到不同种类的分子气体时总摩尔数不变来考虑；②从同温、同压下的折合的加和减来考虑。由于气体体积是温度、压强的函数，所以，在利用利用“气体折合体积的加和性”时必须注意，只有统一折算成相同温度

理想气体状态方程

***********学院 2015 ～ 2016 学年度第一学期 教师课时授课教案（首页） 学科系：基础部授课教师：**** 专业：药学科目：物理课次： 年月日年月日

理想气体状态方程 （一）引入新课 在讲授本节课之前，让学生完成理想气体方程的实验。上课时，利用学生实验的一组数据进行分析，归纳总结出气体状态方程，再引入理想气体。 （二）引出课程内容 1．气体的状态参量 （1）体积V 由于气体分子可以自由移动，所以气体具有充满整个容器的性质。因而气体的体积由容器的容积决定。气体的体积就是盛装气体的容器的容积。 体积的单位：立方米，符号是m3 。体积的其他单位还有dm3（立方分米)和cm3(立方厘米)。日常生活和生产中还用1L(升)作单位。 各种体积单位的关系： 1 m3=103 L=103 dm3=106 cm3 （2）温度 温度是用来表示物体冷热程度的物理量。要定量地确定温度，必须给物体的温度以具体的数值，这个数值决定于温度零点的选择和分度的方法。温度数值的表示方法称为温标。 ①日常生活中常用的温标称为摄氏温标。它是把1.013×105Pa气压下水的冰点定为零度，沸点定为100度，中间分为100等分，每一等分代表1度。用这种温标表示的温度称为摄氏温度，用符号t表示。 摄氏温度单位：摄氏度，符号是℃。 温标：温度数值的表示方法称为温标。 ②在国际单位制中，以热力学温标(又称为绝对温标)作为基本温标。这种温标以 -273.15 ℃作为零度，称为绝对零度。用这种温标表示的温度，称为热力学温度或绝对温度，用符号T表示。 绝对温度单位：开尔文，简称开，符号是 K。 热力学温度和摄氏温度只是零点的选择不同，但它们的分度方法相同，即二者每一度的大小相同。 ③热力学温度和摄氏温度之间的数值关系： T t=+（为计算上的简化，可取绝对零度为-273℃） 273 例如气压为1.013×105 Pa时 冰的熔点t =0 ℃→T = 273 K 水的沸点t =100 ℃→T =（100+273）K 温度与物质分子的热运动关系：温度越高，分子热运动越剧烈。分子平均速率也越大（各

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。

理想气体状态方程式

第1章第零定律与物态方程 一、基本要点公式及其适用条件 1.系统的状态和状态函数及其性质 系统的状态—就是系统物理性质和化学性质的综合表现，它采用系统的宏观性质来描述系统的状态，系统的宏观性质，也称为系统的"状态函数"。 系统的宏观性质（状态函数）—就是由大量（摩尔级）的分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合体所表现出的集团行为，简称"热力学性质"或“热力学函数”如p、V、T、U、H、S、A、G等。 Z=f(x,y)表示一定量、组成不变的均相系统，其任意宏观性质(Z)是另两个独立宏观性质(x,y)的函数。状态函数Z具有五个数学特征： (1)，状态函数改变量只决定于始终态，与变化过程途径无关。 (2)，状态函数循环积分为零，这是判断Z是否状态函数的准则之一。 (3)，系Z的全微分表达式 (4)，系Z的 Euler 规则，即微分次序不影响微分结果。 (5)，系Z、x、y满足循环式，亦称循环规则。 2.热力学第零定律即热平衡定律： 当两个物态A和B分别与第三个物体C处于热平衡，则A和B之间也必定彼此处于热平衡。T=t+273.15，T是理想气体绝对温标，以"K"为单位。t是理想气体摄氏温标，以"℃"为单位。 绝对温标与摄氏温标在每一度大小是一样的，只是绝对温标的零度取在摄氏温标的 -273.15℃处，可以看出，有了绝对温标的概念后，只需确定一个固定参考点(pV)0p=0，依国际计量大会决定，这个参考点选取在纯水三相点，并人为规定其温度正好等于 273.16K。 3.理想气态方程及其衍生式为: ；式中p、V、T、n单位分别为 Pa、m3、K、mol；R=8.314J·mol-1·K-1，V m为气体摩尔体积，单位为 m3·mol-1，ρ为密度单位kg·m-3，M 为

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

理想气体状态方程典型例题解析

理想气体状态方程·典型例题解析 【例1】某房间的容积为20m 3，在温度为17℃，大气压强为74 cm Hg 时，室内空气质量为25kg ，则当温度升高到27℃，大气压强变为76 cm Hg 时，室内空气的质量为多少千克？ 解析：以房间内的空气为研究对象，是属于变质量问题，应用克拉珀龙方程求解，设原质量为m ，变化后的质量为m ′，由克拉珀龙方程 pV RT ＝可得：m M m m m m 25kg 24.81kg ＝……①′＝……②②÷①得：＝∴′＝＝×××＝．MpV RT Mp V RT m m p T p T p T p T 122 211221127629074300 点拨：对于变质量的问题，应用克拉珀龙方程求解的比较简单． 【例2】向汽车轮胎充气，已知轮胎内原有空气的压强为1.5个大气压，温度为20℃，体积为20L ，充气后，轮胎内空气压强增大为7.5个大气压，温度升为25℃，若充入的空气温度为20℃，压强为1个大气压，则需充入多少升这样的空气(设轮胎体积不变)． 解析：以充气后轮胎内的气体为研究对象，这些气体是由原有部分加上充入部分气体所混合构成． 轮胎内原有气体的状态为：p 1＝1.5 atm ，T 1＝293K ，V 1＝20L ． 需充入空气的状态为：p 2＝1atm ，T 2＝293K ，V 2＝？ 充气后混合气体状态为：p ＝7.5atm ，T ＝298K ，V ＝20L 由混合气体的状态方程：＋＝得：p V T p V T pV T 111222 V (pV T )(7.520298)117.5(L)2＝－·＝×－××＝p V T T p 1112215302932931 . 点拨：凡遇到一定质量的气体由不同状态的几部分合成时，可考虑用混合气体的状态方程解决． 【例3】已知空气的平均摩尔质量为2.9×10-2 kg/mol ，试估算室温下，空气的密度． 点拨：利用克拉珀龙方程＝及密度公式ρ＝可得ρ＝， pV RT m M m V pM RT

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。

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。

理想气体状态方程实验

理想气体状态方程实验 【目的和要求】 验证理想气体状态方程;学习使用气压计测量大气压强。 【仪器和器材】 气体定律实验器(J2261型)，钩码(J2106型)，测力计(J2104型)，方座支架(J1102型)，温度计(0-100℃)，烧杯，刻度尺，热水，气压计(全班共用)。 【实验方法】 1.记录实验室内气压计的大气压强p0。用刻度尺测出气筒全部刻度的长度，用测得的长度除气筒的容积得活塞的横截面积S，还可以进一步算出活塞的直径d(也可用游标卡尺测出活塞的直径d求得S)。 2.将仪器如图 3.4-1安装好。调整气体定律实验器使它成竖直状态。 3.先将硅油注入活塞内腔做润滑油。取下橡皮帽，把活塞拉出一半左右，使气筒内存留一定质量的空气，最后用橡皮帽会在出气嘴上，把气筒内的空气封闭住。 4.向烧杯内加入冷水，直到水完全浸设气体定律实验器的空气柱为止。 5.大约2分钟后，待气体体积大小稳定，读出温度计的度数，和气体的体积(以气柱长度表示)。 6.在气体定律实验器的挂钩上加挂钩码并记下钩码的质

量，用测力计提拉活塞记下活塞重G0，改变被封闭的空气柱的压强。用公式P=P0±(F/S)计算出空气柱的压强。同时读出水的温度、气体的体积。 7.给烧杯内换上热水，实验一次。 8.改变加挂的钩码数(或弹簧秤的示数)，再分别做四次上面的实验。 9.将前面得到的数据填入上表，并算出每次实验得到的PV/T的值。 【注意事项】 1.力求气筒内的气体温度与水温一致，同时P、V、T的值尽量在同一时刻测定。一般先读出水的温度紧接着读气体的体积，因为气体的体积是随水的温度变化的。 2.要密封好气筒内的空气，不能漏气，并且气体的体积约占气筒总容积的一半，效果较好。 3.给活塞加挂钩码时，一定要使两边质量相同，使两边保持平衡，挂钩码要缓慢进行。 4.在公式P=P0±(F/S)中压力F是指活塞、硅油及活塞上的一些配件所受的重力G0和对活塞施加的拉力或压力。 5.计算压强时，应把各个量换算成统一单位后再运算，温度计读出的温度应折算成热力学温度。 6.空气柱一定要完全浸入水中，否则气体的温度就测不准

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

理想气体状态方程

理想气体状态方程 理想气体状态方程（ideal gas，equation of state of），也称理想气体定律或克拉佩龙方程，描述理想气体状态变化规律的方程。质量为m，,摩尔质量为M的理想气体，其状态参量压强p、体积V和绝对温度T之间的函数关系为pV=mRT/M=nRT 式中ρ和n分别是理想气体的摩尔质量和物质的量；R是气体常量。对于混合理想气体，其压强p是各组成部分的分压强p1、p2、……之和，故 pV＝（p1＋p2＋……）V＝(n1＋n2＋……)RT，式中n1、n2、……是各组成部分的摩尔数。 以上两式是理想气体和混合理想气体的状态方程，可由理想气体严格遵循的气体实验定律得出，也可根据理想气体的微观模型，由气体动理论导出。在压强为几个大气压以下时，各种实际气体近似遵循理想气体状态方程，压强越低，符合越好，在压强趋于零的极限下，严格遵循。 pV=nRT(克拉伯龙方程[1]） p为气体压强，单位Pa。V为气体体积，单位m3。n为气体的物质的量，单位mol，T为体系温度，单位K。 R为比例系数，数值不同状况下有所不同，单位是J/（mol·K） 在摩尔表示的状态方程中，R为比例常数，对任意理想气体而言，R是一定的，约为8.31441±0.00026J/(mol·K)。 如果采用质量表示状态方程，pV=mrT，此时r是和气体种类有关系的，r=R/M，M为此气体的平均分子量. 经验定律 （1）玻意耳定律（玻—马定律） 当n，T一定时V，p成反比，即V∝（1/p）① （2）查理定律 当n，V一定时p，T成正比，即p∝T ② （3）盖-吕萨克定律 当n，p一定时V，T成正比，即V∝T ③ （4）阿伏伽德罗定律 当T，p一定时V，n成正比，即V∝n ④ 由①②③④得 V∝（nT/p）⑤ 将⑤加上比例系数R得 V=（nRT）/p 即pV=nRT 实际气体中的问题当理想气体状态方程运用于实际气体时会有所偏差，因为理想气体的基本假设在实际气体中并不成立。如实验测定 1 mol乙炔在20℃、101kPa 时，体积为24.1 dm，，而同样在20℃时，在842 kPa下，体积为0.114 dm，，它们相差很多，这是因为，它不是理想气体所致。 一般来说，沸点低的气体在较高的温度和较低的压力时，更接近理想气体，如氧气的沸点为-183℃、氢气沸点为-253℃，它们在常温常压下摩尔体积与理想值仅相差

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 。

理想气体状态方程整理

19.(2015?潍坊二模?37) (2)如图所示，一个粗细均匀的平底网管水平放置，右端用一橡皮塞塞住，气柱长20cm ，此时管内、外压强均为1．0×105Pa ，温度均为27℃；当被封闭气体的温度缓慢降至-3℃时，橡皮塞刚好被推动；继续缓慢降温，直到橡皮塞向内推进5cm ．已知圆管的横截面积为4.0．×105-m 2，橡皮与网管间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，大气压强保持不变．求：(i)橡皮与圆管间的最大静摩擦力； (ii)被封闭气体最终的温度． 20. (2015?枣庄八中模拟?14)．将如图所示的装置的右端部分气缸B 置于温度始终保持不变的环境中，绝热气缸A 和导热气缸B 均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体，压强均为P 0、体积均为V 0、温度均为T 0．缓慢加热A 中气体，使气缸A 的温度升高为1.5T 0，稳定后．求： （i ）气缸A 中气体的压强P A 以及气缸B 中气体的体积V B ； （ii ）此过程中B 中气体吸热还是放热？试分析说明． 21.(2015?陕西三模?14)如图，导热性能极好的气缸，高为L=l.0m ，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm 2 、质量为m=20kg 的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内．当外界温度为t=27℃、大气压为P 0=l.0×l05 Pa 时，气柱高度为l=0.80m ，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g=10m/s 2 ，求： ①如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端．在顶端处，竖直拉力F 有多大？ ②如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升，当活塞上升到气缸顶端时，环境温度为多少摄氏度？ 23.(2015?德州二模?37) (2)(8分)如图所示，质量1m kg =的导热气缸倒扣在水平地面上，A 为一T 型活塞，气缸内充有理想气体。气缸的横截面积S=2×10-4m 2 ，当外界温度为t=27℃时，气缸对地面恰好没有压力，此时活塞位于气缸中央。不计气缸壁厚度，内壁光滑，活塞始终在地面上静止不 动，大气压强为52 0110,10/P Pa g m s =?=。求： ①气缸内气体的压强；②环境温度升高时，气缸缓慢上升，温度至少升高到多少时，气缸不再上升。 ③气缸不再上升后，温度继续升高，从微观角度解释压强变化的原因。 24.(2015?吉林三模?33)（2）（10分）如图20所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m 的密闭活塞，活塞A 导热，活塞B 绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。初状态整个装置静止不动处于平衡，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l 0，温度为T 0。设外界大气压强为P 0保持不变，活塞横截面积为S ，且mg=P 0S ，环境温度保持不变。求： ①在活塞A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m ，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B 下降的高度。 ②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A 回到初始位置．此时Ⅱ气体的温度。

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