天然气体积换算和能量计算实例、发热量赋值、输送条件计算平均发热量、站点能量测定实施流程确定、气体质量跟踪.docx

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1、附录A（斐料性）体积换算和体积换算成质量常见的流量标准（GB/T18604、GB21391、GB/T21446、SY/T6658SYZT6659和SY/T6660）提供的流量通常以质量/秒或体积/秒（工况下）为单位，体积/秒须将体积换算为参比条件下的体积。根据质量守恒和GB/T18603,推导出下列体积换算公式和工况体积和密度计算质量的公式。式（A.1）和式（A.2）用于计算在标准参比条件下的体积（匕，以立方米表示）；式（A.3）是用于计算质量（M”以千克表示）。式（A.1）至式（A.3）可应用于本文件相关的计算：V=VPnn-（A.1）P11TZ匕=V旦（A.2）PnMfn=V反（A3）mT

2、ZR式中：P-工况下的压力，以千帕斯卡（kPa）表示；Pn-标准参比条件压力，以千帕斯卡（kPa）表示；T-操作温度，以开尔文（K）表示；Tn-标准参比温度，以开尔文（K）表示；V-工况下的体积，以立方米（H?）表示；K-标准参比条件下的体积，以立方米（n?）表示；Z-工况下的压缩因子；Zn-标准参比条件下的压缩因子：Mtt1气体质量，以千克（kg）表示；R-通用气体常数，等于8.314510J（mo1XK）;P-工况下的密度，以每立方米千克（kgm3）表示；Pn-标准参比条件下的密度，以每立方米千克（kg?）表示。附录B（资料性）体积换算和能量计算实例8. 1使用GB/T17747.3计算9

3、. 1.1通用公式用式（B.1）从工况下体积（V）计算以立方米表示的标准参比条件下体积（匕）：Vh=V.Z（B.1）式中：V-工况下体积，以立方米表示；Z一转换因子。z由式（B.2）计算：Z=TnPamb+Pg-Pti2OZn？）一斤pnH.式中：7；一标准参比温度，以开尔文（K）表示；T一操作温度，以开尔文（K）表示；Pm”/,一在计量仪表处的平均大气压力，以千帕斯卡（kPa）表示；Pg-操作压力（表压），以千帕斯卡（kPa）表示；P20天然气中水的分压，以千帕斯卡（kPa）表示；P”一操作压力，以千帕斯卡（kPa）表示；Z一工况下的压缩因子；Z”一标准参比条件下的压缩因子。Z/Z可由凡、夕

4、”和CO2、N2及H2浓度计量，例如使用GB17747.3（S-GERG88）进行计算。8. 1.2计算实例体积换算（匕）示例以GB/T17747.3（S-GERG88）要求，用如下参数演示：a）在计量仪表处的平均大气压力，Pamb为99.66kPa；b）操作压力（表压），Pg为70OkPa；c）操作温度，T为288.15K；d)高位发热量，从为11.90IkWhe)密度，GC为0.8227kg/n?；DCO2浓度，Cco2为112mo1%;g) N2浓度，Cm为0.8mo1%;h) H2浓度，Ch2为OmO1%；i)天然气中水的分压，PH20为VOIkPa；注1：P2。可由。(气体的相对湿度

5、)和PM(饱和气体中蒸汽的分压)的乘积来表示：干天然气中的PM通常等于0.1kPa。因此对干天然气而言，表达式(PH2o=*Psat)通常被设定为0。j)ZJZ为1.01752o(Z爱我为20C的乐喇子)注2：使用前8个参数，用GB/T17747.3(S-GERG88)计算。将测定值代入式(B.2),计算：293.15K99MPa+JOOkPa-OkPaZ=1.01752288.15K101.325z=1.017357.89203X1.01752z=8.16962在计量站，已测定了气体量Q(V=IOoOm3,T=288.15K,pf,=700kPa,已“帅=99.66kPa)用式(B.1)进行

6、体积换算，得到：V=8169.62加n根据式(10)计算能量如下：E=S169.62X11.90UW?/m3E=97226.65Zw7?=350015.94MJB.2使用GB/T17747-2计算B.2.1通用公式除ZJZ可由气体分析数据用GB/T17747.2计算外，其余相同的通用公式和原理在B.1.1中给出。B.2.2计算实例能量，E,计算的演示是使用在某一界面测定的如下参数完成的:a）在计量仪表处的平均大气压力，Pamif为99.66kPa；b）操作压力（表压），/为500OkPa；c）操作温度，T为283.15K；d） CO2浓度，CC。2为2.22mo1%;e） N2浓度，Cw为0.

7、77mo1%;D。2浓度,Ca为001mo1%；g) CH4浓度，CCH4为87.62mo1%；h) C2H6浓度，CC2H6为8.75mo1%：i) C3H8浓度，CC3H8为0.53mo1%：j) i-C4H0浓度，CC/0为0.03mo1%；k)n-C4H10浓度，。林口小。为0.04mo1%;l) i-C5H2浓度，yw2为0。1mo1%；m) n-C5H12浓度，C5/2为OO1mo1%；n)C6H4浓度，eg，”+为001mo1%；0)高位发热量，凡为11.58IkWh/n?;p)密度，为0.8133kg/n?；q)天然气中水的分压，PH20为kPa；注1P“2。可由*（气体的相对

8、湿度）和PM（饱和气体中蒸汽的分压）的乘积来表示；干天然气中的PM通常等于01kPa。因此对干天然气而言，表达式（Ph20psu1）通常被设定为Oor)Z/Z为1.1520737。(Zn20)注2：使用CO2至C6Hh+浓度，用GB/T17747.2AGA8-92DC式计算。将测定值代入式(B.2),计算：Z=0.96468X50.32973X1.1520737Z=55.93558在计量站，已测定了气体量Q（V=IOOOOm3,T=283.15K,Pg=5000kPa,Pm=99.66kPa）用式（B.1）换算成标准参比条件下的体积（Vn）：Vn=559355.8m根据式(10)计算能量如下：

9、E=559355.811.58IkWh/n,E=6477899.52kWh-2332043827MJ附录C（规范性）发热的赋值C.1固定赋值如发热量和体积测量/测定点之间的气体流动方向不变，且气质变化以及发热量和体积测定/测量点的输送时间变化均甚小，并满足用第10章所述准确度检验要求，通常可采用固定赋值。C.1.1测定发热量在发热量测量站测定发热量，且所测数据表明气质变化非常小。因而上游所测发热量的平均值可给选定的所有后续站点赋值。图C.1举例说明了单一气源向某管道的众多站点供气，在管道入口点测定气体发热量小。并将其赋值给所有站点的发热量，需依据气体输至不同站点所用的时间进行修正。/8I1I鼠

10、口卤由0I4（Q4）5（。5）6（Q6）7（。力!-II14至7一站点；8能量测定管网。图C1固定赋值应用于一种气质一一个气体流动方向示例两个或多个发热量测定站的赋值混合后下游站点发热量的方法如下。图C.2举例说明了两股不同的气体输入管道的系统时，在上游点分别测定每股气体的发热量风/和凡2,并记录下不同质量的气体的供气周期，可将发热量Hs/或凡2用于相应的同一供气周期段的后续站点。104一II1,4至7一站点；8一阀1；9一阀2；10能量测定管网。图C.2固定赋值应用于两种经测量的气质一一个气体流动方向示例C.1.2公告发热量假定发热量在整个能量测定周期中是合理的恒定值。在发热量测定站测定的发

11、热量仅用于核查，证实气质变化很小。可公告该发热量并将其值赋给所有后续站点。示例：本地分销商有一输气管网，为居民、商业和小型工业用户供气。该输气管网有两个入口点，由单条管道来的气体在该处进入系统。除去在冬季用气高峰时段外，通过管道的气体发热量仅有很小的波动（最高为1%）。本地分销商如对输气管网上的所有站点使用固定赋值的公告发热量;应考虑以下列条件为后进行公告：a）向用户所供气体的平均发热量等于或高于公告发热量（约0.1MJ）;b）用公告期间每天气体的最低发热量的平均值来计算向用户所供气体的平均发热量;c）每天测定进入管网的所有气体的发热量；d）如果测定的任何时间段的发热量低于公告数据，本地分销商

12、宜在后续时间段修订公告值，以使测定值等于或高于这两个时间段的平均发热量公告值。C.2可变赋值开放的输气管网中，站点处的气质可能会有显著改变;不宜固定赋值,宜使用可变赋值，并根据输入站气体量的变化以及后续站点处外输结构的变化来进行计算。因此，宜采用编制的发热量可变赋值程序。C.2.1和C22分别描述了两种不同的情况。C.2.I在具有零位浮点的两个或多个不同的输气站输入示例：如图C.3所示，在个能量测定周期（见图C.3）内，有不同数量和质量的气体通过站点1和2（输入站）。定义的零位浮点可位于两站点之间（例如两相邻站点之间或个输入站及其相邻站点之间）。根据站点4至7的外输结构，发热量为Hsi的气体可

13、能供给站点4和5,而发热量为Hs2的气体可能供给站点7。从站点1和2来的混合气可能通过站点6。因此，发热量4s可赋值给站点4和5,发热量”s2可赋值给站点7o对于站点6,有代表性的发热量或者在该站点测定，或者通过考虑来自站点1的。和站点2的Q的部分气体和可利用的发热量“S/和”52,用流量或算术加权平均方法确定。主管道中的零流量可位于站点4至7或在这些站点之间o在此周期内，定义的零位浮点在管网中有固定的位置，发热量可根据气体流过输入站到各有关站点的情况来进行赋值。C.2.2在气体混合流动的两个或多个不同的输气站输入示例：如图C.4所示，在整个能量测定周期中都要测量/测定在站点1的气体量Qi的发

14、热量Hs1和在站点2的气体量Q2的发热量”52。两个发热量总是彼此不同，且在整个能量测定周期中还有可能改变。根据该已知条件，在将发热量赋值给站点4至7的应用中，会在站点4处形成较大变化。81,4至7一站点；8能量测定管网。X-图C.3可变赋值应用于两种经测量的气质一两个气体流动方向示例1011,4至7一站点；8一阀1；9一阀2；10能量测定管网。图C4可变赋值应用于两种经测量的气质个气体流动方向示例在能量测定周期中，对于气体量0/至。7而言，应在阀1和阀2后面的混合点计算加权平均发热量，并结合考虑发热量为Hs/和“S2的气体从测量站至混合点的输送时间。C.3发热量赋值方法C.3.1封闭式输气管

15、网在封闭输气管网，不同发热量的气体不会混合，界面3获取的发热量可作为界面4能量测定的基础，具体描述如下。可根据9.2所述方法，以算术或加权法来计算平均发热量。计算界面3能量时，先用式（6）求一小时内单个发热量的平均值；再用式（6）或式（8）（加权平均法），用以小时为基础的平均发热量计算每天的平均发热量；再将每天的平均发热量乘以同一天内通过界面3的气体体积/质量计算界面3的能量。然后，能量测定周期结束后，将所有周期的能量相加，除以所有周期的全部气体体积/质量的和见式（8）。最终所得的平均发热量可用来计算管网中剩余界面4的能量，实用示例见附录FoC.3.2开放式输气管网如果界面4处的终端用户由几个界面3供气，需同时考虑几个界面3获得的发热量影响。如这些界面3的发热量随时在改变，且各界面4无法进行发热量测定来赋值，在输气