本标准规定了已知用摩尔分数表示的气体组成时，计算干天然气、天然气代用品和其他气体燃料的高位发热量、低位发热量、密度、相对密度及沃泊指数的方法。 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 GB/T11062-1998 标准下载解压密码：www.bzxz.net

GB/T11062-1998
本标准非等效采用国际标准ISO6976：1995《天然气-一发热量、密度和相对密度的计算》。是对GB11062--89的修订。
本标准与第版相比，本次修订主要增加了摩尔发热量和质量发热量的计算方法，增加了沃泊指数的计算方法，为了适应国际贸易的发展需要，增加了术语一一燃烧参比条件和计量参比条件。本标准自实施之日起，同时代替GB11062-89。本标准的附录A是标准的附录,附录B、附录 C、附录D和附录E是提示的附录。本标准由中国石油天然气总公司提出。本标准由中国石油天然气总公司规划设计总院归口。本标准起草单位：中国石油天然气总公四川石油管理局天然气研究院。本标准主要起草人：唐蒙、夏朝彬。本标准于1989年3月31日首次发布。143
1范围
中华人民共和国国家标准
天然气发热量、密度、
相对密度和沃泊指数的计算方法Natural gas-Calculation of calorific values, density,relative density and Wobbe index from compositionGB/T11062—1998
neq Is0 6976:1995
代替GB11062—89
本标准规定了已知用摩尔分数表示的气体组成时，计算干天然气、天然气代用品和其他气体燃料的高位发热量、低位发热量、密度、相对密度及沃泊指数的方法。本方法同时给出了所计算各物性值的估计的精密度。用于以摩尔或质量为基准的物性的计算方法适用于任何干天然气、天然气代用品以及通常是气体状态的其他燃料。对于以体积为基准的物性计算，本方法仅局限于组成中甲烷摩尔分数不小于0.5的气体。
本标准的表1至表5给出了计算时所需的基础物性值，附录A给出了计算中采用的辅助常数的量值。
如果气体组成是以体积分数给出，则应该将其换算成摩尔分数（见附录B）。然而值得注意的是所换算出的摩尔1
分数的不确定度将大于原来体积分数的不确定度。2就本标准而言，用于加和的各组分摩尔分数应统一到小数点后第四位（0.0001)，对于摩尔分数大于0.00005的所有组分均应考虑在内。
3对于所计算的体积发热量，除甲烷外对其余可能出现的各组分的含量也有所限制。通常，N2的摩尔分数不应超过0. 3;CO,和 CzH。的摩尔分数均不应超过 0.15,其他组分的糜尔分数不应超过0.05。在这些限制条件下,计算值的不确定度应在 0. 1%之内。4水蒸气对发热量的影响，或者直接进行测量或者通过计算得到，将在附录 C 中进行讨论。5为使所描述的计算方法有效可行，气体在所描述的参比条件下必须处于其烃露点之上。2定义
本标准使用下列定义。
2.1高位发热量superiorcalorific value规定量的气体在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应发生时，压力力1保持恒定，所有燃烧产物的温度降至与规定的反应物温度t相同的温度，除燃烧中生成的水在温度t下全部冷凝为液态外，其余所有燃烧产物均为气态。上述规定的气体量由摩尔给出时，则发热量表示为H（1，P）。当气体量由质量给出时，则发热量表示为H.(t1,p1)。当上述规定的气体量由体积给出时，则发热量表示为H,[(t1,p1),V(t,p2)],其中t2和p2为气体体积计量参比条件。
2.2低位发热量inferior calorific value国家质量技术监督局1998-06-17批准1.14
1998-12-01实施
GB/T 11062—1998
规定量的气体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pl保持恒定，所有燃烧产物的温度降至与指定的反应物温度相同的温度，所有的燃烧产物均为气态。当上述规定量的气体分别由摩尔、质量和体积给出时，则低位发热量分别表示为H（t1，p），H：（t，p)和 H[(t1,p),V(t2,p2)]
2.3密度density
在规定压力和温度条件下，气体的质量除以它的体积。2.4相对密度relative density
在相同的规定压力和温度条件下，气体的密度除以具有标准组成的干空气的密度。2.5沃泊指数Wobbe index
在规定参比条件下的体积高位发热量除以在相同的规定计量参比条件下的相对密度的平方根。2.6压缩因子compression facton在规定的压力和温度条件下，一给定质量气体的实际（真实）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。
2.7燃烧参比条件combustionreferenceconditions指规定的燃料燃烧时的温度t1和压力P1。2.8计量参比条件 metering reference conditions指规定的燃料燃烧时，计量的温度t2和压力p2。注6：世界各国目前正在使用的参比条件的范较广，各参比条件间近似的换算系数见附录D。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℃。2.9　千天然气dry natural gas　水气的摩尔分数不大于0.00005的天然气。3方法提要
当已知气体组成时，可用本方法计算任何干天然气、天然气代用品以及其他气体燃料的发热量、密度、相对密度和沃泊指数。使用本方法时，先对气体混合物中所有组分的理想气体物性值，按各自相应的摩尔分数进行加权，然后将所有各项加和后便得到理想气体混合物的物性值。对于以体积为基准的物性值，通过使用压缩因子将其转化为真实气体的物性值。附录E给出了计算示例。
4理想气体和真实气体的特性
4.1燃烧焰
发热量计算要求的最基础的物理量就是混合物中各气体组分的理想气体（标准）摩尔燃烧焰。所要求的量值主要取决于燃烧参比温度t1。本标准以表格形式给出这些物理量在温度t1为25℃、20℃、15℃及0℃时的量值。非常重要的一点是对于任何物质，所有这四种温度下的量值在热力学上的意义都是相互致的。
对于发热量（摩尔、质量和体积发热量三者中的任何一种)来说，为了将气体混合物的理想气体燃烧烩换算为真实气体的量值，原则上还需要进行焰修正，然而，这种修正通常可以省略。4.2压缩因子的计算
考虑到气体的非理想性，在计算体积发热量、密度、相对密度以及沃泊指数时，需要对气体体积进行修正。
对体积非理想性的修正是通过使用压缩因子Zmix来进行的。在计量参比条件下，在第5至9章中所描述的计算中要求的压缩因子Zmix的计算公式如下：145
GB/T 11062-1998
Zmur(t2,pz) = 1
Ca,·b,
式中√b，为求和因子，表2给出了本标准考虑的天然气及天然气代用品的所有组分在通常感兴趣的三个计量参比条件下的求和因子的数值，表2同时给出了所有各纯组分的压缩因子乙（假想压缩因子）。b，是通过使用关系式b,一1一Z，获得的。5摩尔发热量的计算
5.1理想气体
已知组成的混合物在温度t下的理想摩尔发热量按式（2)计算：.Ho(t)
式中：H(t）—混合物的理想摩尔发热量（高位或低位)；H(t)—一混合物中组分i的理想摩尔发热量（高位或低位）；混合物中组分于的摩尔分数。
表3给出了在为25℃、20℃、15℃及0℃时，组分j的理想摩尔发热量H%的数值。（2)
注7：H值不受压力的限制，因此，在理想气体情况下燃烧参比压力p与H值无关，并在采用的理想气体摩尔发热量的命名中省略了燃烧参比压力。5.2真实气体
对本标准而言，真实气体摩尔发热量与相应理想气体摩尔发热量在数值上被看作是相等的。注8：由理想气体摩尔发热量精确地计算真实气体摩尔发热量时，要求对混合物进行焰修正计算（见4.1)。对于典型的天然气来说，这个修正值是很小的，由此产生的误差不超过50J·mo1-1(0.005%)，常将其忽略不计。6 质量发热量的计算
6.1理想气体
已知组成的混合物在温度t时的理想气体质量发热量按式（3)计算：A(t) =
式中：M——混合物的摩尔质量；M,-组分j的摩尔质量；
,组分的摩尔分数；
A(t.）混合物的理想质量发热量（高位或低位)。表1给出了本标准涉及到的所有组分的摩尔质量。式(3)和式(4)表述了计算A°的基本方法，此外，还有一个可供选择的方法，按式(5)计算：(,
Mi)g(t)
fro(ty)
式中：A!-
组分的理想质量发热量(高位或低位)。表4给出了A在四种不同温度t,(25℃,20℃，15℃和0℃)下的量值。由上述两种不同方法得到的A值，相差不大于0.01MJ·kg-1。6.2真实气体
（3）
（4）
（5）
对本标准而言，真实气体质量发热量与相应的理想气体质量发热量在数值上被看作是相等的。1.16
体积发热量的计算
7.1理想气体
GB/T 11062-1998
已知组成的混合物，在燃烧温度t1，计量温度t2和压力p2时的理想气体体积发热量按式（6)计算：H[ti,V(t2,p2)]= Ho(t)) ×
式中：FH°［t,V(t2,P2）—混合物的理想气体体积发热量（高位或低位）；R——摩尔气体常数(R=8.314510J·mol-1·K-1)，T——绝对温度(T2t+273.15)。
式（6)表述了计算H°的基本方法，此外，还有一个可供选择的方法，按式（7)计算：HoEtr,V(t2,p2)}
a, · H[t,V(tz,)]
式中：H[tr,V(t2,pz)］——组分i的理想气体体积发热量（高位或低位）。表5给出了在不同的燃烧和计量参比条件下的H值。由上述两种不同方法计算出的H°值，相差不大于0.01MI·m-37.2真实气体
（6）
气体混合物在燃烧温度和压力P1，计量温度t2和压力p2时的真实气体体积发热量按式（8)计Ho[t,V(t2,p2)]
H[t,V(t2,p2)]=
Zmix(t2,p2)
式中：H[t,V(t,p2)]—-真实气体体积发热量（高位或低位）；Zmix（t2，pz）—一在计量参比条件下的压缩因子。压缩因子Zmix（t2，p2），用表2中给出的各组分的求和因子Vb,按式（1)计算。8相对密度、密度和沃泊指数的计算8.1理想气体
8.1.1理想气体的相对密度按式(9)计算：do
式中：d°——理想气体的相对密度；M,组分j的摩尔质量；
Mait—标准组成的干空气的摩尔质量。M
·（9）
表1给出了各组分的摩尔质量的数值，表A1给出了干空气的摩尔组成，由此导出的标准组成的干空气的摩尔质量为28.9626kg·kmol-1。8.1.2理想气体的密度按式（10)计算：o°(t,p) =
式中：o（t,p）—理想气体的密度；R—摩尔气体常数；
一绝对温度。
·（10）
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8.1.3理想气体的沃泊指数按式（11)计算：H[t,V(t2, p2)]
Wo[t,V(t2,p2)] =
式中：wo
一理想气体的沃泊指数；
H°——按7.1的公式计算。
8.2真实气体
8.2.1真实气体的相对密度按式（12)计算：d(t,p)
式中：d(t,p)一一真实气体的相对密度；Zmix(t,p)
一气体的压缩因子；
Zair(t,p)—标准组成的干空气的压缩因子do . Zair(t,p)
Zmix(t,p)
Zmix（t，p）用表2给出的各组分的求和因子√b,按式(1)计算,Zair(t，p)的数值如下：Zair(273.15 K,101. 325 kPa)=0. 999 41Zair(288.15 K,101. 325 kPa)=0. 999 58Zar(293.15 K,101.325 kPa)=0.999 638.2.2真实气体的密度按式（13)计算：p(t,p)
式中：p(t,p)——真实气体的密度。8.2.3真实气体的沃泊指数按式（14)计算：p(t,p)
Zmix(t,p)
H,[t,V(t2 p2)]
W[t,V(t2+2)]
式中：W-真实气体的沃泊指数；H,按7.2的公式计算。
Na(t2,p2)
（11）
（12)
.......( 13 )
...( 14 )
注9：在本条描述的各种计算中，在单位的使用上应加以小心，特别是密度的计算。摩尔气体常数R的单位以」·mol-1·K-1表示，压力p以kPa表示，摩尔质量M以kg·kmol-1表示，密度p通过计算自动导出SI单位，以kg·m-3表示。
9精密度
计算获得的物性值的精密度完全由分析过程中的随机误差引起，每个计算获得的物性值的精密度主要取决于分析数据的精密度，可用重复性和再现性来表示。9.1重复性的估算
在置信水平为95%时，物性值的重复性按式（15)计算：AY—2
式中，AY物性值Y的重复性
Y,-由气体第i次分析所计算的物性值;y
一n个Y:值的算术平均值。
(Y, - y)2
当分别用H、M、d、p和W替换式(15)中的Y，可计算得到重复性AH、AM、Ad、Ao和AW。在置信水平为95%时，物性值的重复性也可由分析数据直接计算得到。148
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a）当除甲烷外的所有组分均被分析，甲烷（i=1)的浓度由差减法计算得到时，则发热量的重复性AH按式（16)计算：
式中;AHax-
2[Ar, · (H - H) 0.5
一计算的混合物理想气体发热量的重复性（摩尔或体积发热量）；A,N个组分的混合物中组分j摩尔分数的重复性；H一组分i的理想气体发热量；
H—甲烷的理想气体发热量。
b）当包括甲烷在内的所有组分都被分析时，则：AHmix
[Ax· (H Hm)2)°
（16）
（17）
式中尽管Hix是使用归一化之后的摩尔分数x;计算得到的，而△z；则是组分i的摩尔分数在归一化之前的重复性。
相对密度的重复性△d和密度的重复性△p可分别按式(18)和式(19)计算：Ad
式中△M是天然气的平均摩尔质量M的重复性，计算如下：对情况a）
对情况b）
式中：M,
组分的摩尔质量，
甲烷的摩尔质量。
[Ar, - (M, - M)P).
Ari - (M,- M)J?)
沃泊指数的重复性△W可按式（22)计算：W=w[()+
9.2再现性的估算
（18）
·（19)
...( 20)
*( 21)
...(22)
在置信水平为95%时，发热量、相对密度、密度及沃泊指数的再现性△H、△d、△p和AW可按式（15）计算，其中△Y视为Y的再现性；也可按式（16）至式（22)来计算，式（16）、式（17）、式（20）和式（21）中的△,和r，视为摩尔分数,的再现性。10准确度
计算的物性值的绝对准确度，可通过三个独立来源的系统误差的合成来得到，即：a）在表1至表5中给出的基础数据的不确定度；b）使用上述数据的计算方法的偏差：c）作为方法输入值的分析数据的不确定度。经验表明，对在此考虑的物性值的相对不确定度的影响，主要来自分析数据的不确定度，而基础数据的不确定度和计算方法的偏差对相对不确定度的贡献值则非常小。来自基础数据不确定度的贡献值预期小于0.05%，而来自计算方法偏差的贡献值则小于0.015%。与一个含有12至20个组分的典型天149
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然气混合物的分析数据的不确定度相比，基础数据不确定度的贡献值及计算方法偏差的贡献值则可忽略不计。
11结果的表示
对每一个物性值所给出的有效数字的位数应反映出该物性值预期的计算准确度。计算结果的报告不应优于下列有效位数的水平。发热量
摩尔发热量：0.01kJ·mol-1
0.01 MJ·kg-1
质量发热量：
体积发热量：
相对密度：
密度：
沃泊指数：
0.01 MJ ·m-3
0. 000 1 kg : m ~3
0. 01 MJ .m-3
应特别注意分析数据在事实上能否达到预期所给出的有效位数的水平，如果不能，则所给出的有效数字的位数也应相应地减少。
1甲烷
2乙烷
3丙烷
2-甲基丙烷
2-甲基丁烷
2,2-二甲基丙烷
9９已烷
102-甲基戊烷
113-甲基戊烷
122,2-二甲基丁烷
132,3-二甲基丁烷
14庚烷
15辛烷
16壬烷
17葵烷
18乙烯
19丙烯免费标准bzxz.net
201-丁烯
21 顺-2-丁烯
22反-2-丁烯
232-甲基丙烯
241-戊烯
25芮二烯
26 1,2-丁二烯
27 1,3-丁二烯
28乙炔
29环戊烷
30甲基环戊烷
GB/T11062--1998
表1天然气各组分的摩尔质量
摩尔质量
kg· kmol-1
31乙基环戊烷
32环已烷
33甲基环己烷
乙基环己烷
36甲苯
37乙苯
38邻二甲苯
39甲醇
40甲硫醇
41氢气
43硫化氢
氰化氢
氧化碳
47硫氧碳
48二硫化碳
49氨气
50氨气
51氩气
52氮气
53氧气
54、二氧化碳
55二氧化硫
56氧化二氮
57氮气
58氙气
摩尔质量
kg·kmol-1
注：由下列主要涉及元素的相对原子质量计算得到的相对分子质量在数值上与摩尔质量是相等的，其中，括号内的数字是所引用的相对原子质量在最后位上的不确定度。C
12. 011(1)
14. 006 74(7),S
1. 007 94(2);
32.066(6)
15. 999 4(3),
对于含有碳和/或硫元素的化合物，导出的摩尔质量已修约到小数点后第三位，而对于其他化合物则给到小数点后第四位，标准组成的于空气的摩尔质量同样给到小数点后第四位。151
GB/T 11062—1998
表2天然气各组分在不同计量参比条件下的压缩因子和求和因子0C,101. 325 kPa
52-甲基丙烷
2-甲基丁烷
2,2-二甲基丙烷
102-甲基戊烷
113-甲基戊烷
122,2-二甲基丁烷
132,3-二甲基丁烷
15辛烷
16王烷
17葵烷
19丙烯
20　1-丁烯
21顺-2-丁烯
22反-2-丁烯
232-甲基丙烯
24　1-戊烯
25丙二烯
26 1,2-丁二烯
27 1,3-丁二烯
28乙炔
29环戊烷
甲基环戊烷
31乙基环戊烷
32环已烷
甲基环已烷
乙基环已烷
36甲莱
37乙苯
38邻二甲苯
39甲醇
40甲硫醇
41氢气
43硫化氢
45氰化氢
15C.101. 325 kPa
20℃C,101. 325 kPa
—0.0051
46氧化碳
47硫氧碳
48二硫化碳
50氮气
51氩气
52氮气
53氧气
54二氧化碳
55二氧化硫
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表２(完）
0℃,101.325 kPa
15℃,101.325kPa
注：氢气、氮气的加和因子值是重新计算值，氛气的加和因子是估算值，0.0224
20℃101.325kPa
表3天然气各组分在不同燃烧参比条件下的理想气体摩尔发热量理想摩
热量H',kJ·mol-
2-甲基丙烷
2-甲基丁烷
2,2-二甲基丙烷
2-甲基戊烷
113-甲基戊烷
122,2-二甲基丁烷
2,3-二甲基丁烷
14庚烷
16壬烷
17葵烷
1-丁烯
21顺-2-丁烯
22反-2-丁烯
232-甲基丙烯
241-戊烷
25丙二烯
1,2-丁二烯
271,3-丁二烯
2221,10
28乙炔
环度烷
甲基环戊烷
乙基环戊烷
32环已烷
33甲基环己烷
34乙基环己烷
36甲苯
37乙.萃
38邻甲苯
39甲醇
40甲硫醇
41氢气
43硫化氢
45鼠化氢
·氧化碳
硫氧碳
二硫化碳
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表3（完）
想摩尔
H°,kJ·mol-1
注：水蒸气的非零发热量是通过高位发热量的定义推导出来的，即要求燃烧产物中所有的水蒸气均冷凝为液态。因此换句话说，存在于于气中的任何水蒸气将为混合物的高位发热量贡献汽化潜热。表4天然气各组分在不同燃烧参比条件下的理想气体质量发热量理想质量发热量
t°,MJ·kg-!
2乙烷
3两烷
4丁烷
52-甲基丙烷
6茂烷
72-甲基丁烷
82,2--.甲基芮烷
9巴烷
102-甲基戊烷
113-甲基戊烷
122.2-甲基丁烷
132,3-甲基丁烷
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