GB/T 17747.3-1999 天然气压缩因子的计算 第3部分：用物性值进行计算

前言

本标准等效采用天然气压缩因子的计算用物性值进行计算本标准在技术

内容和编写格式上与完全一致标准取消了国际标准的附录和附录

标准中高位发热量和相对密度采用的参比条件同我国石油气体所采用的标准参比条件不同为

方便使用在和增加了注和注在附录的表和表中补充了我国石油气体规定

的标准参比条件和同标准采用的参比条件间的换算关系式

天然气压缩因子的计算标准包括以下个部分第部分导论和指南第部分用摩尔组成

进行计算第部分用物性值进行计算标准是第部分用物性值进行

计算

本标准的附录附录附录附录是标准的附录

本标准的附录是提示的附录

本标准由原中国石油天然气总公司提出

本标准由石油工业天然气专业标准化技术委员会归口并负责解释

本标准起草单位中国石油天然气集团公司四川石油管理局天然气研究院

本标准主要起草人罗勤陈赓良曾文平许文晓富朝英陈荣松

前言

国际标准化组织是各国家标准化机构成员组成的世界性的联合会制定国际标准的

工作通常由技术委员会完成对技术委员会提出的项目感兴趣的每个成员都有权参加与保

持联系的各政府或非政府的国际性织也可以参加此项工作所有电工技术方面的标准化工作与

国际电工委员会保持密切的合作

由技术委员会通过的国际标准草案交各成员进行表决投票要至少有的成员同意才能作

为国际标准正式发布

国际标准是由天然气技术委员会下的天然气分析分委员会制定的

天然气压缩因子的计算标准包括以下个部分

第部分导论和指南

第部分用摩尔组成进行计算

第部分用物性值进行计算

附录附录附录附录是标准的附录附录附录附录是提示的附录

中华人民共和国国家标准

天然气压缩因子的计算

第部分用物性值进行计算

范围

标准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含量及相应的压力和温度计算气体的

压缩因子如果存在也需知道其含量在含人工掺合物的气体中常有这种情况

注已知高位发热量相对密度含量和含量中任意三个变量时即可计算压缩因子但含量作为输入

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

该计算方法又称为计算方法主要应用于在输气和配气正常进行的压力和温度范

围内的管输气不确定度约为也可用于更宽范围但计算结果的不确定度会增加见附录

有关该计算方法应用范围和应用领域更详细的说明见

引用标准

下列标准所包含的条文通过在标准中引用而构成为标准的条文本标准出版时所示版均

为有效所有标准都会被修订使用标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

力学的量和单位

热学的量和单位

天然气发热量密度相对密度和沃泊指数的计算方法

天然气压缩因子的计算第部分导论和指南

天然气压缩因子的计算第部分用摩尔组成进行计算

定义

相关于标准的所有定义见文中出现的符号所代表的含义及单位见附录

计算方法

原理

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

的可测定的物性值来表和计算这些特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的含量

方程

国家质量技术监督局批准实施

计算方法是基于标准维利方程表示为方程见

该方程是由维利方程推导出来的方程是基于

摩尔组成的计算方法

方程可写作

式中高位发热量相对密度气体混合物中不可燃和可燃的非烃分的含

量及温度的函数

摩尔密度

由方程得出

式中

计算方法把天然气混合物看成质上是由等价烃类气体其热力学性质与存在的烃类

的热力学性质总和相等和组成的五分混合物为了充分表征烃类气体的热力学性

质还需要知道烃类的发热量压缩因子的计算公式如下

为了能模拟焦炉混合气一般所采用的摩尔分数与含量存在一个固定的比例关系若不存

在则设这样在计算中可将天然气混合物看成是由三个分组成的混合物见

附录

计算按三个步骤进行首先根据附录描述的迭代程序通过输入数据得到同时满足已知高位发

热量和相对密度的五种分的组成其次按附录给出的关系式出和最后用适宜的数值计

算方法解联立方程和得到和

由输入数据计算压缩因子的计算程序流程见附录中的图

输入变量

优先选择的输入数据

计算方法的输入变量包括绝对压力热力学温度和高位发热量体积基相对密度

含量及含量用作输入数据的物性值有

和

相对密度指的规定参比条件下的相对密度高位发热量指

的规定参比条件下的高位发热量

可选择的输入数据

除中优先选择的输入数据之外还有其他三组可选择的输入数据用于计

算方法

和

和

和

用以上输入数据得到的计算结果仅在小数后第四位上可能有差异本标准推荐使用输入数据

应用范围

管输气

计算方法对管输气的应用范围如下

绝对压力

热力学温度

的摩尔分数

的摩尔分数

高位发热量

相对密度

注将条中的高位发热量和相对密度换算为我国石油气体标准参比条件下的高位发热量和相对密度则高位发

热量范围为相对密度范围为

天然气中其他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

和更高碳数烃类

计算方法仅适用于单相气态高于露点混合物在操作压力和操作温度下压缩因子的计

算该方法还适用于更宽压力和温度范围下管输气压缩因子的计算但不确定度增加见图

图压缩因子计算的不确定度范围给出的不确定度范围仅适合于满足下面条件的

天然气和类似气体

更宽的应用范围

超出所给出范围的应用范围如下

绝对压力

热力学温度

的摩尔分数

的摩尔分数

高位发热量

相对密度

注将条中的高位发热量和相对密度换算为我国石油气体标准参比条件下的高位发热量和相对密度则更宽的

高位发热量范围为相对密度范围为

天然气中其他主要分摩尔分数的允许范围如下

管输气中微量和痕量分含量范围见

计算方法不能超出以上范围使用附录所描述的计算机执行程序不允许组成范围超

过以上各极限值

不确定度

管输气压缩因子计算的不确定度

计算方法在温度天然气组成为

见图时计算管输气压缩因子其计算结

果的预期不确定度如下压力在最高为的范围内时为压力在时为

当时在温度为的范围内仅当最大压力为时计算结果的不确定

度才能保持在以内不确定度水平是通过比较实测的天然气