天然气密度计算
天然气常用基础数据换算
当采用天然气液化工艺，将天然气最终在 下液化即可成为液化天然气（LNG ）。
♦液化天然气密度为标准状态下甲烷的温度为112K 、压力为0.1MPa 左右 的条件600多倍，体积能量密度为汽油的72%330-40 MJ/Nm 之间，大庆天然气常用基础数据换算与比较天然气的不同形态城市燃气行业所称的天然气，通常是指从油气藏中开采出来的天然气经处理后得到的 商品天然气。
在标准状态下（ 温度273.15 K 压力101325 kPa ）：. 3♦天然气的密度大约是 0.75-0.8Kg/Nm ,相对密度（天然气密度与干燥空气密度的比 值）约为 0.58~0.62 .将以符合现行国家标准《天然气》 GB17820之二类（表1）商品天然气作为气源，在环境温度为-40C 至50C 时，经加压站净化、脱水、压缩至 20~25.0 MPa ;即可得到压缩天然气（CNG ）。
♦压缩天然气（CNG ）约为标准状态下同质量天然气体积的1/300,其辛烷值在122~ 130 之间.天然气与替代能源等热值综合比价天然气的热值又称为发热量。
天然气的热值可分高位热值和低位热值。
♦不同组分天然气的热值不同，天然气的高位热值一般在产品质量监督检验中心天然气性质检验结果报告单; 2006年11月22日，取样地点：红岗2,取2004年价燃气供给用户的天然气其高位热值是 36.8 MJ/Nm 3左右（数据来源：石油工业原由及石油调压站）。
天然气的高位热值：在燃烧反应发生时，压力 P1保持恒定，所有燃烧产物的温度降至 与规定的反应物温度 T1相同的温度，除燃烧中生成的水在温度 T1下全部冷凝为液态外其 余所有燃烧产物均为气态。
天然气的低位热值：在燃烧反应发生时，压力 pl 保持恒定，所有燃烧物的温度降至与 指定的反应物温度 T1相同的温度，所有的燃烧产物均为气态。
按天然气的实际热值计算（天然气的热值取：35.588 MJ/kg ）:♦ 1千立方米天然气相当于 0.850吨原油的热值（石油的热值取： 41.868 MJ/kg ）;♦ 1千立方米天然气相当于 0.750吨LPG 的热值（LPG 的热值取：47.472 MJ/kg ）; ♦ 1千立方米天然气相当于 9885.55千瓦时电力的热值（电的热值取：1kw ・h =3.6 MJ ）; ♦ 1千立方米天然气相当于 1.214吨标煤的热值（标煤的热值取：29.307 MJ/kg ）;♦ 1千立方米天然气相当于 0.825吨90#汽油的热值（汽油的热值取：43.124 MJ/kg ）; ♦ 1千立方米天然气相当于 0.833吨 柴油的热值（柴油的热值取：42.705 MJ/kg ）。
空气-燃气密度计算公式
P(工)/T(工)*密度（工） = P(标)/T(标)*密度（标）
P(标) Kpa 101.35
t(标) ℃ 0
密度（标） P(工) t(工) Kg/m3 Kpa ℃ 0.716 15 15.6 天然气(甲烷)的密度：在0℃,101.352Kpa时为0.716Kg/Nm3
空气密度
P(工)/T(工)*密度（工） = P(标)/T(标)*密度（标）
绝对压力 Mpa 2.2 2.3 2.4 2.5
空气温度 摄氏度 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25
）
密度（工） Kg/m3 0.776620357
Kg/Nm3
）
密度（工） Kg/m3 4.686321982
P(标) Kpa 101.35
t(标) ℃ 20
密度（标） Kg/m3 1.205
P(工) Kpa 300
t(工) ℃ 25
空气密度
在一个标准大气压下,每立方米空气所具有的质量(千克)就是空气密度. 空气的密度大小与气温，海拔等因素有关，海拔越高密度越低，我们一般采用的空气密度是指在0摄氏度、绝 通常情况下，即20摄氏度时，取1.205kg/m3。 空气密度表
绝对压力 空气温度 Mpa 摄氏度 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3
空气密度 Kg/m3 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 1.1691 2.3381 3.5073 4.6764 5.8455 7.0146 8.1837 9.3528 10.522 11.691 12.86 14.029 15.198
就是空气密度. 的空气密度是指在0摄氏度、绝对标 。
天然气单位换算
天然气单位换算 The manuscript was revised on the evening of 2021
天然气与LNG转换公式及相关参数
天然气密度: Nm3
LNG密度: (420 ----460kg/m3)
1公斤（kg）LNG == （ L ）LNG == m3标方的天然气
1升（L）LNG == kg LNG == 3 LNG == Nm3标方天然气
1m3LNG = 600 N m3标方天然气 = 425千克
1吨≈ m3 ≈ 1400 Nm3标方
1 Nm3标方的天然气发热值为9300大卡左右
热量单位换算
卡、千卡、大卡、卡路里、千焦都是热量单位，它们之间的换算是：
1卡=1卡路里=焦耳；
1千卡=1大卡=1000卡=1000卡路里 =4186焦耳=千焦。
卡路里 (简称“卡”，缩写为"calorie")的定义为将1克水在1大气压下提升1摄氏度所需要的热量。
1千卡等于1000卡路里，约4186焦耳；
脂肪的热量约900大卡每百克；糖类和蛋白质的热量都只有400大卡每百克。
天然气发热量密度,相对密度沃泊指数的计算
天然气发热量密度,相对密度沃泊指数的计算天然气是一种由天然气田中提取的混合气体，主要由甲烷(CH4)组成，同时还含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物以及氮气、二氧化碳等成分。
它在工业、家庭和交通等领域被广泛应用，其发热量密度和相对密度沃泊指数是评估天然气燃烧性能和使用效果的重要指标。
一、天然气发热量密度天然气的发热量密度是指单位体积(通常是千立方米或立方英尺)的天然气所释放的热量。
发热量密度的计算需要考虑天然气的成分以及各组分的热值。
1.各组分的热值天然气的主要成分是甲烷，其燃烧热值约为每立方米37.6MJ或每立方英尺1,000BTU。
而乙烷、丙烷等其他组分的燃烧热值较甲烷低，一般约为甲烷的2/3。
此外，氮气和二氧化碳等非燃烧组分对发热量密度的贡献可以忽略不计。
2.计算方法a)确定天然气的成分和比例。
通过天然气的供应商获得天然气的成分及其百分比。
例如，某地的天然气由90%的甲烷和10%的乙烷组成。
b)计算各组分的燃烧热值。
根据各组分的燃烧热值，乘以各组分的百分比得到组分的燃烧热值贡献。
例如，甲烷的燃烧热值约为37.6MJ/m3，乙烷约为24.1MJ/m3，那么某地的天然气的发热量贡献为(0.9×37.6)+(0.1×24.1)=35.3MJ/m3。
c)确定天然气的体积单位。
不同地区使用的天然气体积单位可能不同，一般常用的是千立方米或立方英尺。
d)用计算出的发热量和天然气的体积单位进行单位换算。
例如，假设该地区使用的天然气体积单位是千立方米，那么该地区的天然气发热量密度为35.3MJ/m3。
二、相对密度沃泊指数相对密度沃泊指数是评估天然气的燃烧性能和使用效果的指标之一，是比较不同天然气产地或供应商提供的天然气质量的重要参考数据。
它是通过将天然气的密度与标准空气的密度进行比较计算得到的。
1.密度的确定密度是指物体或物质的质量与体积的比值。
天然气的密度通常用标准条件下的实测值表示，即在特定温度(通常为摄氏15度)和压力(通常为大气压)下进行测量。
天然气密度
天然气密度1.4MPa天然气密度由理想气体状态方程：PV=nRT，则有n/V=P/RT=4×106÷（8.314×298.15）=1613.67mol/m³由于天然气的主要成分是甲烷，其他的成分很少，因此，再乘甲烷分子量得到天然气密度：16×1613.67mol/m³＝25.819kg/m³。
其中，常温为25℃。
天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。
天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。
1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。
如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。
在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。
举例说明如下：假设燃气锅炉为16t/h,即16*0.7=11.2mw，天然气热值为35170kj/m^3. 按热值计算如下：11.2mw=11.2*10^6j/s=11.2*3600*10^3kj/h1h所需天然气为=11.2*36*10^5/35170=1146.432m^3按经验系数计算如下：1h所需天然气为=16*80=1280m^3 天然气液化石油气的密度等物理性质天然气液化石油气的密度等物理性质一、液化石油气的密度密度是指单位体积的物质所具有的质量。
气体密度随温度和压力的不同有很大的变化，因此在表示气体密度时，必须规定温度和压力的条件。
一般以压力为1大气压，温度为0℃时作为标准态的值。
气体密度可用下式求得：式中：ρ-物质的密度(千克／米) m-物质的质量(千克) y-物质的体积(米)液化石油气既可以以气态形式存在，也可以以液态形式存在，所以，液化石油气的密度有气态密度和液态密度二种。
天然气单位换算
天然气单位换算
公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
天然气与LNG转换公式及相关参数
天然气密度: Nm3
LNG密度: (420 ----460kg/m3)
1公斤（kg）LNG == （ L ）LNG == m3标方的天然气
1升（L）LNG == kg LNG == 3 LNG == Nm3标方天然气
1m3LNG = 600 N m3标方天然气 = 425千克
1吨≈ m3 ≈ 1400 Nm3标方
1 Nm3标方的天然气发热值为9300大卡左右
热量单位换算
卡、千卡、大卡、卡路里、千焦都是热量单位，它们之间的换算是：
1卡=1卡路里=焦耳；
1千卡=1大卡=1000卡=1000卡路里 =4186焦耳=千焦。
卡路里 (简称“卡”，缩写为"calorie")的定义为将1克水在1大气压下提升1摄氏度所需要的热量。
1千卡等于1000卡路里，约4186焦耳；
脂肪的热量约900大卡每百克；糖类和蛋白质的热量都只有400大卡每百克。
基于亥姆霍兹能量方程的天然气密度计算方法
基于亥姆霍兹能量方程的天然气密度计算方法张平李洪烈李灿彭太罛梁烽(国家管网集团西气东输公司)摘要提出一种基于亥姆霍兹能量方程的天然气密度计算方法，通过实际数值计算证明该方法计算结果精度高,与色谱分析仪测量的结果相比误差不超过0.1%。
关键词天然气密度亥姆霍兹能量方程数值计算中图分类号TE642文献标识码A文章编号1000-3932(2021)01-0049-04随着天然气的贸易计量方式逐步由体积计量转换为能量计量，天然气的物性参数，尤其是密度、热值、组分计算的准确性对贸易计量争议的影响越来越明显［1，2］%目前天然气计量的方法是流量计算机通过获取天然气的工况流量、温度及压力等信息，结合预设的气质组分参数换算成标准状态下(20!,101.325kPa)的天然气体积,用于和用户的贸易交接［3'4］%供气方提供天然气日分输体积总累积量和当日的气质组分表作为交接凭据％流量计算机具备根据在线色谱分析仪提供的天然气高、低位发热量计算日分输天然气总能量的能力，这也将是推行天然气贸易能量计量的主要指标。
因此，需要一种精确、可靠的算法来根据已知组分的天然气测算密度、热值等物性参数的方法。
1研究方法1.1目前研究的普遍方法目前针对气体的物性参数计算，基于气体状态方程的算法主要有LKP状态方程、SRK状态方程和BWR状态方程％有学者在关联大量实验数据的基础上，对BWR方程的应用范围和精确度做了进一步提高，形成了修正的BWR状态方程(BWRS)，这被认为是当前烃类计算中的最佳模型%文献［5］提出可利用BWRS方程计算单组分烃类气体和多组分混合气体的密度和焦耳-汤姆逊系数，结果显示BWRS计算方法简单、精确度高％但该方法计算精度受比热容关系的影响明显，对于天然气，需要提供可靠的比热容关系式来进一步提高计算精度［5~9］。
BWRS方程的形式如下：p=pRT+网T-V*0-*"2+"3+"!'+f"7+¥(1+#P2)exp(-$P2)(1)其中，p为介质绝对压力，kPa；p为介质密度，kmol/m3；&为气体常数，kJ/(kmol-K);T为介质温度,K；相关参数A0"B0"C0"D0"E0"a，、b、c、.、％，、$必须通过大量的实验得到［8］%从式(1)可以看出，气体压力p是以密度p和温度T为自变量的二元函数％同样，基于密度p和温度T的热力学函数吉布斯能量方程(Gibbs Energy)和亥姆霍兹能量方程(Helmholtz Energy)也可用于气体的物性参数计算％但实际研究表明，吉布斯能量方程在介质从液态转换为气态过程中并不连续，较亥姆霍兹能量方程气液两相连续特性的局限性较大，因此笔者采用亥姆霍兹能量方程作为计算基础％1.2亥姆霍兹能量方程对于某种介质而言，亥姆霍兹能量-通常表示为理想状态下能量贡献-0和能量贡献修正值-r 的总和［10412］，即:a(T,p')=-(T,p')+-(T,p')(2)基金项目：国家管网集团西气东输公司科技项目(KJ202002)%作者简介:张平(1988-)，工程师，从事天然气集输与控制的研究，******************。
天然气热值及密度计算
[组图]天然气热值与密度的计算热★★★天然气热值与密度的计算作者：金志刚范… 文章来源：天津大学点击数：10013 更新时间：2009-4-4 22:10:31The author suggests using different symbols and subscript symbols to distinguish dry natural gas and wet natural gas and to differentiate their units to avoid confusion in practice. It is proposed that latent heat of water vapor should not be considered when calculation of gas calorific value.引言天然气已经是国际市场上的商品。
在交易时天然气的热值与密度是表明天然气质量的重要参数，其中热值就能直接影响价格。
国际标准要求，根据天然气的摩尔成分用计算方法计算天然气的热值与密度。
城市燃气界，一般用水流式热量计测定燃气热值，或者根据燃气体积成分计算。
这样做，对于一般工程计算是能够满足要求。
但是，对于大型天然气交易就欠精确。
同时与我国GB/T11062标准有一定矛盾，与国际标准ISO 6976也不能接轨。
GB/T11062-1998 neq ISO 6976(以后简称GB/T11062，见参1)是参照国际标准制定的国家参考标准。
该标准中有一些概念在城市燃气界中时常被忽略。
今后城市燃气界根据具体任务的要求，也需要参照国际标准计算天然气的热值与密度。
为此本文介绍的用摩尔成分的计算方法和主要基础数据基本来源于GB/T11062。
文中的符号也基本与该标准的符号相同。
本文仍使用城市燃气界的习惯用语“热值”(Calorific values)，没有使用“发热量”的名词。
为了使读者便于理解，作者在原有的例题中，增加了由天然气成分的体积百分数换算成摩尔分数和湿天然气热值的计算内容。
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MJ/m3
五、高地位热值计算（体积发热量，20oC，101.325KPa）
H
~
x
j 1
N
j
H
~ j
高位热值
38.837 35.042
MJ/m3 MJ/m
3
Z mix
o
低位热值
六、沃泊指数计算（20 C，101.325KPa）
W H d ( 20
0 ~
C ,101 . 325 KPa )
50.777
1 甲烷（CH4) 0.9332 2 乙烷（C2H6) 0.064 3 丙烷（C3H8) 0.0002 4 丁烷（C4H10) 0 5 戊烷（C5H12) 0 6 苯（C6H6) 0 7 二氧化碳（CO2) 0 8 氮（N2) 0.00260 9 合计 1.00000 二.天然气的压缩因子计算
N Z mix (20C ,101.325 KPa) 1 x j i 1
bj
2
0.99782
三.天然气密度计算
101.325 n (20 C ,101.325KPa) ( ) x j M j / Z mix (20 O C ,101.325KPa) R T i 1
O
0.7075
Kg/m3
式中：R=8.314510J.mol-1.K-1 T=20+273.15=293.15K 1吨LNG的气化率:
四.天然气相对密度计算
d (20O C,101.325KPa) x j
j 1 N
1413
m3
M J Z air (20O C,101.325KPa) M air Z mix (20O C,101.325KPa)
0.585
式中：Mair=28.9626Kg/Kmol Zair(20oC，101.325KPa)=0.99963
天然气物性计算
本方法按GB/T11062-1998《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算》计算，所有公式及参数均采用该标准。
一.我公司液化天然气气化后的组分 序号 组分名称 体积含量 摩尔质量 20oC，101.325KPa 摩尔分数 (Kg/Kmol) Z b1/2 16.043 0.93282 0.9981 0.044 30.07 0.06437 0.992 0.089 44.097 0.0002 0.9834 0.129 58.123 0 0.9682 0.178 72.15 0 0.945 0.235 78.114 0 0.936 0.253 44.01 0 0.9997 0.017 28.0135 0.00261 0.9944 0.073 高位热值 高位热值 MJ/m3 MJ/m3 37.044 33.367 64.91 59.39 92.29 84.94 119.66 110.47 147.04 136.01 137.27 131.76