GB/T35211-2017
天然气发热量的测量连续燃烧法
Measurementofnaturegascalorificvalue—Continuouscombustion
- 中国标准分类号（CCS）E24
- 国际标准分类号（ICS）75.060
- 实施日期2018-07-01
- 文件格式PDF
- 文本页数12页
- 文件大小759.35KB
以图片形式预览天然气发热量的测量连续燃烧法
天然气发热量的测量连续燃烧法
国家标准 GB/T35211一2017 天然气发热量的测量连续燃烧法 Measurementofnaturegascalorifiecvalue一Continuouseombustion 2017-12-29发布 2018-07-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/35211一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由石油天然气集团公司提出
本标准由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)归口
本标准起草单位:石油西南油气田分公司天然气研究院、计量科学研究院
本标准主要起草人:张露露、唐蒙、潘春锋、王海峰、罗勤、周理、常宏岗
GB/35211一2017 天然气发热量的测量连续燃烧法 范围 本标准规定了连续燃烧法气体热量计测量天然气发热量的测定方法
本标准适用于30M]/m'40MJ/m天然气高位发热量的测量
注在有合适的标准气时,天然气高位发热量测量范围可以扩大
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T5274气体分析校准用混合气体的制备称量法 GB/T110622014天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法 测量原理 -定量的气体,通过湿式气体流量计进人燃烧室完全燃烧,再通过热交换器,将燃烧产生的热量传 递给吸收介质,使得介质的温度随之升高
根据检测介质升高的温度获得该气体的发热量
在燃烧测量过程中,采用同一个电动机驱动装有燃气和热吸附介质的湿式流量计
流量计置于恒 温槽中,水面保持稳定并控制在一定温度,通过调节水温控制燃气和助燃空气的温度,气体燃烧产生的 水蒸气冷凝成液态,测得气体的高位发热量值
试验条件 4.1环境温度:维持房间温度22.5C24.5C,温度波动不大于0.3
4.2水温:22.0C23.0C,温度波动不大于0.3 43环境相对湿度;范围40%一60%,每4h变化不超过5%
5 材料 5.1标准气 5.1.1 甲炕 纯度(摩尔分数)不小于99.995%
5.1.2发热量测定用标准气 按GB/T5274制备或从国家认可的生产单位购买
需两种发热量大于甲炕的标准气,分别是HH和HL,均为甲炕和乙婉混合气,其中HH为甲炕 摩尔分数,下同)87.7%乙皖12.3%;HHL为甲婉93.4%、乙烧6.6%
GB/T35211一2017 需两种发热量小于甲烧的标准气,分别是LH和LL,均为甲烧和氨气混合气,其中LL为甲烧 91.3%、氮气8.7%;LL为甲烧82.5%、氮气17.5%
5.2核查气 需两种核查气，一种为发热量大于甲烧并小于HH的气体,为QH;另一种为发热量小于甲婉并大 于LL的气体,为QL
核查气无组分规定,发热量应稳定,其变化应小于0.050MJ/m'
6 仪器与设备 6.1发热量直接测定系统 发热量测定系统由气体减压单元、连续燃烧式热量计以下简称热量计、信号采集及处理单元 构成
6.2气体减压单元 气体从钢瓶进人气体减压面板经过两级减压到5kPa,进人传输管线
气体从传输管线进人气体 分配面板,压力再次降为1kPa一2kPa,输人热量计
6.3热量计 热量计带有两个水流式流量计,采用同一个电动机驱动燃气和助燃空气的流量,并保持固定的比例 进人燃烧室燃烧
热量计的测量误差低于0.3%
热量计主体结构示意见图1
说明 空气分配器 水泵; 燃烧室; 溢流口; 温度计 排水管; 9 -吸热介质流量计; 10 气体流量计; 燃烧泄压口; 1l助燃空气流量计; -节流孔板; 12 恒温槽
图1热量计的主体结构示意图
GB/35211一2017 6.4信号采集及处理单元 热量计测得的温度差通过数据采集及处理单元转换成相应的响应值输出
试验 7.1仪器校准 定期需要对热量计进行校准,校准的频率至少半年一次也可根据实际情况进行适当调整
仪器校 准测试步骤按照“甲烧一HH一甲婉一HL.一甲婉一LH一甲烧一ll一甲烧”顺序进行
根据试验数据绘制标准曲线,获得线性曲线y=a.r十,表明发热量标准值与发热量测定值成线性 响应关系,样品的发热量测定值不确定度得到控制
本标准采用的5种标准气信息及绘制的标准曲线 参见附录A 7.2样品测试 7.2.1样品 样品量应满足测试的需求,样品瓶的容积应不小于4L,样品瓶中气体的压力应不小于1MPa
7.2.2测试步骤 7.2.2.1设定实验室温度.同时监测环境温度、大气压等参数
设定热量计恒温水箱的温度,启动热量 计并检查各部件的运行情况
7.2.2.2确定流量计行正常后,打开进气管线阀门,多次减压,燃气进人气体分配面板时的压力维持 在1kPa2kPa
7.2.2.3打开控制电脑,记录发热量响应值,试验室温度、水温、气体温度、大气压、燃气进气压力等
7.2.2.4将电磁阀调至“关闭”状态
启动高压点火装置点燃放空炉的火焰,放空炉点火成功后等待 20nmin一30min(使热量计燃烧室聚集足够的燃气),再次启动点火装置,点燃燃烧室内的燃气,待燃烧 稳定近20min,调至电磁阀至“开启”状态
7.2.2.5按照“甲炕一样品气1一甲烧一样品气2一甲婉-QH(QL)一甲炕”顺序进行,切换到不同的气 体进行燃烧,每种气体测量时间为1h
对比样品气的响应值与甲婉的响应值,若大于甲婉则选取核查 气QH;若小于甲婉,选取QL
核查气与上一次测定的结果的差值应不大于0.050MJ/m;如果差值大 于0.050MJ/m',应查找原因
试验中使用的核查气示例参见附录B
7.2.2.6实验结束后,关闭甲婉标气钢瓶阀,熄火,保存数据
数据处理 采集样品稳定燃烧的数据,约25nmin.约300个数据点的响应值,计算其平均值,测量气体前后甲 炕发热量标准值与响应值的偏差的平均值作为修正值,用此修正值对样品的平均值进行修正,以此获得 样品的发热量
计算式如下: e1=H,.cH HcH, e2=H.cH HcH， H=e十e/2 H=H十AH
GB/T35211一2017 式中 -测量气体前甲烧发热量标准值与甲婉发热量响应值的平均值的偏离值; e H.cm -甲婉发热量标准值,单位为兆焦每立方米(MJ/m),依据GB/T110622014计算,在 01.325kPa、20C的参比条件下,甲婉的高位发热量为37.115M]/m'; -测量气体前的甲婉发热量响应值的平均值 HeH -测量气体后甲烧发热量标准值与甲烧发热量响应值的平均值的偏离值 e'2 -测量气体后的甲婉发热量响应值的平均值 HeH H 修正值 H -测量气体经甲婉修正后的发热量; H -测量气体发热量响应值的平均值
H为样品经过甲熔修正后的发热量,也就是热量计给出的样品发热量测定值,该热量计测得的发 热量扩展不确定小于0.25%(k=2)
样品发热量的测试示例及发热量测定不确定度评定参见附录c 重复性和不确定度 9.1 重复性 在30MIJ/m'40MJ/m的范围,气体的高位发热量的重复性应不大于0.050MJ/m'
本方法尚缺再现性的试验数据 9.2不确定度 在30M]/m'一40MJ/m的范围,气体的高位发热量的相对扩展不确定度为0.25%b=2)
GB/35211一2017 附 录 A 资料性附录 标准气及标准曲线示例 A.1标准气 试验采用的标准气见表A.1
根据气的组成,按GB/T11062一2014可计算发热量及其不确定度
表A.1标准气信息 高位发热量标准值H
摩尔分数 组分相对不确 发热量相对不 校准气名称 组分 % 定度U(k=2 MJ/m 确定度U(k=2 0.05% 0.12% 甲婉 甲熔 99.999 37.l15 0.010% 甲熔 87.683 HH 0.575 0.10% 12.317 0.050% 乙烧 甲烧 93.397 0.03% 38.969 0.11% Hl 乙炕 6.603 0,3% 甲炕 91.293 0,03% LH 33.878 0.12% 氮气 8.701 0.2% 甲烧 82.492 0.010% 30.536 L 0.12% 17.508 0.011% 氮气 A.2标准曲线的绘制 根据试验数据(见表A.2)绘制标准曲线图,见图A.1
曲线为线性关系;y =a十b.工 ,回归的相关系 数为0.995,线性公式为:H.=0.230+0.995H 表A.2标准气试验信息示例 HH HL LH II 名称 发热量标准值H
40.575 38.969 33.878 30.605 MJ/m 发热量测定值H 38.947 33.802 40.542 30.536 MU/m
GB/T35211一2017 42 40 HH y=0.995r十0.230 38 36 34- LH 32 30 36 38 40 H/(MU/m 注横坐标为标准气发热量测定值(经过甲婉修正) 纵坐标为标准气体发热量标准值 图A.1发热量测定值与标准值的标准曲线
GB/35211一2017 录 附 B 资料性附录 核查气示例 试验所用核查气QH和QL见表B.1和B.2
在不同的试验中,核查气的发热量保持稳定,其变化 均小于0.050M]/m'
由于发热量低于甲熔的样品较少,所以,核查气QL的试验次数较少
表B.1核查气QH的示例 试验编号 高位发热量 测定值H 38.940 38.942 38.941 38.929 38,941 38.925 38.918 38.926 MU/m 相邻两次 测定值之差 0.002 0.001 0.012 0.,012 0,016 0.007 0.008 MU/m 表B.2核查气QL的示例 试验编号 高位发热量 测定值H 33.829 33.837 33.833 33.841 33.810 33.850 M/m" 相邻两次 0.008 0.004 0.008 0.031 0.040 测定值之差 MU/m
GB/T35211一2017 附 录 资料性附录) 发热量测定示例 C.1样品发热量的测试 按GB/T11062计算101.325kPa,20C参比条件下甲熔的高位发热量,获得甲烧的标准值
始终 按“甲烧一样品一甲炕”顺序进行测试
计算样品和测试前后甲炕响应值的平均值
再计算修正值,最 后得到样品的测试结果
3个样品的测试结果见表C.1
表C.1甲炕修正示例表 响应值的 甲烧发热量 样品发 发热量的 测试气体 采集 差值e或e 修正值H 平均值H 标准值Hel 热量H 不确定度u 名称 数据点次数 M]/m MJ/m MU/m MU/m MJ/m MU]/m CH-1 309 37.139 37.l15 -0.024 样品l1 312 39.31 -0.024 39,287 0.024 CH -2 305 37.139 37.115 -0.024 -0.026 0.029 样品2 305 34.608 34.582 CH-3 31o 37.115 0.028 37.143 样品3 324 37.089 -0.027 37.062 0.023 -0.025 324 37.115 CH-4 37.140 样品发热量不确定度的评估 C.2 由于采用甲婉作为标准气,在同样的操作条件下,对样品进行测试,同时又分别采用两个发热量大 于甲婉标准气和两个发热量小于甲婉的标准气对测试范围的发热量进行评估以保证在测量范围内测 试发热量的准确性
不确定度来源;甲婉发热量的不确定度,发热量测试的随机不确定度,标准气发热量的不确定度(根 据标准气组成计算其在标准参比条件下的发热量及其不确定度),大气压变化引起的燃气体积量变化引 人的不确定度,真实气体与理想气体的燃烧熔的不同引人的不确定度
由于试验条件相同,通过与甲烧 的比较进行修正,已抵消了试验条件变化引人不确定度,其变化主要来自随机测量带来的偏差
发热量 测量不确定度来源见表C.2
GB/35211一2017 表c.2发热量测定的不确定度来源 不确定度来源 不确定度描述 不确定分量 国标标准值的不确定度同时也是Iso 甲婉发热量标准值 u=22.3kJ/m 标准值的不确定度 在测试范围内,试样的测量引人的 单次试验时试样(标准气或样品 测量重复性 随机不确定度 的标准偏差 HH u=21.1kJ/m 标准气的不确定度 HL u=23.9kJ/m 四种标准气的不确定度水平相当 样品在不同的区间,其发热量的 LH u=21.7kJ/m 不确定略有差异 LL u=19.6k/m 该部分不确定度为一个常量,根据试 u=n×3,4kI/m' 大气压力变化 验经验,每变化0.2kPa的大气压,将可 人3.4kJ/m的不确定度 真实气体与理想气体的燃烧熔的不同 约为0.4kJ/m u=0,4kJ/m 依据上述不确定度来源,计算各不确定度分量的合成不确定度
确定样品气1测量结果为 39287.0/m,相对扩展不确定度为0.13%(k=2);样品气2测量结果为34582.0k/m,相对扩展不 确定度为0.l7%(k=2);样品气3测量结果为37062.0kJ/m',相对扩展不确定度为0.13%(k=2)
德国PTB及计量科学研究院对本热量计给出的不确定度评定证书和测试结果,测试结果表 明,在30MJ/m'一40M]/m的范围,本热量计测得样品发热量相对扩展不确定度小于0.25%(k=2).
天然气发热量的测量连续燃烧法GB/T35211-2017
一、测量原理
天然气的发热量是指在标准状态下，每单位质量或体积天然气完全燃烧所释放的热量。测量天然气发热量的目的是为了确定其能量价值，以便进行计量和交易。
连续燃烧法是测量天然气发热量的一种重要方法。其基本原理是将天然气与空气混合后，在燃烧室内通过连续燃烧方式使天然气充分燃烧，同时利用燃烧后产生的热量升温燃烧室壁面，通过测量燃烧前后室内气体的温度差来计算燃料的发热量。
二、设备要求
连续燃烧法测量天然气发热量需要以下设备：
- 燃烧室：具有良好的密封性和散热性能，能够在恒定的压力和流量下进行燃烧实验；
- 混合器：将天然气与空气充分混合后送入燃烧室进行燃烧；
- 燃烧室壁面温度计：用于测量燃烧室壁面的温度变化；
- 气体分析仪：用于测量燃烧前后气体的成分，从而得到燃料的低位发热量。
三、实验步骤
连续燃烧法测量天然气发热量的实验步骤如下：
- 按照一定比例将天然气与空气混合后送入燃烧室；
- 调节燃烧室内的气体流量和压力，使其保持恒定；
- 点燃混合气体，开始进行连续燃烧实验；
- 记录燃烧前后燃烧室壁面的温度变化；
- 运用气体分析仪分析燃烧前后气体的成分，从而计算出燃料的低位发热量。
通过以上步骤，可以得到天然气的发热量值。在实际应用中，还需要考虑多种因素对测量结果的影响，如温度、湿度、压力等因素。
天然气发热量的测量连续燃烧法的相关资料
- 液化天然气（LNG）车辆燃料加注系统规范GB/T26980-2011
- 现场组装立式圆筒平底钢质液化天然气储罐的设计与建造第5部分：试验、干燥、置换及冷却GB/T26978.5-2011
- 现场组装立式圆筒平底钢质液化天然气储罐的设计与建造第4部分：绝热构件GB/T26978.4-2011
- 现场组装立式圆筒平底钢质液化天然气储罐的设计与建造第3部分：混凝土构件GB/T26978.3-2011
- 现场组装立式圆筒平底钢质液化天然气储罐的设计与建造第2部分：金属构件GB/T26978.2-2011
- 固体生物质燃料发热量测定方法GB/T30727-2014
- 天然气气体标准物质的验证发热量和密度直接测量法GB/T31253-2014
- 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法GB/T11062-2020
- 天然气发热量的测量连续燃烧法GB/T35211-2017
- 烟花爆竹烟火药发热量的测定GB/T39996-2021
- 实验室质量控制利用统计质量保证和控制图技术评价分析测量系统的性能GB/T27407-2010
- 轮胎电阻测量方法GB/T26277-2010
- 绝对发光强度分布的测量方法GB/T26184-2010
- 光源显色性的表示和测量方法GB/T26180-2010
- 光源的光谱辐射度测量GB/T26179-2010
- 天然气发热量的测量连续燃烧法GB/T35211-2017
- 天然气发热量的测量连续燃烧法GB/T35211-2017
