燃气热值测度讲解
天然气燃烧热值
天然气燃烧热值简介天然气是一种广泛用作能源的燃料，它在工业、家庭和交通领域都有广泛的应用。
了解天然气的燃烧热值对于确定其能量产出和使用效率非常重要。
本文将介绍天然气燃烧热值的定义、计量单位以及计算方法。
燃烧热值的定义天然气的燃烧热值定义为单位质量（通常是以千克或立方米为单位）燃烧完全所释放的热量。
燃烧热值是衡量天然气能量密度的重要指标，它决定了天然气在能源转换中的效率和经济性。
计量单位天然气的燃烧热值通常以英制单位和公制单位表示。
常用的英制单位是British Thermal Unit（BTU），常用的公制单位是焦耳（J）或千焦耳（kJ）。
BTU是英制热量单位，定义为使1磅水升高1华氏度所需要的能量。
1 BTU约等于1055焦耳，或者0.293千瓦小时（kWh）。
焦耳是国际单位制中的热量单位，定义为在质量为1克的物质升高1摄氏度所需要的能量。
1焦耳等于0.001千焦耳。
千焦耳是常用的大单位，1千焦耳等于1000焦耳。
计算方法天然气的燃烧热值可以通过实验测量或使用理论计算进行确定。
实验测量方法实验测量法是通过燃烧一定质量的天然气，在恒定的条件下测量产生的热量来确定燃烧热值。
实验测量法通常使用燃气热量计器或燃烧热量弹罩进行测量。
理论计算方法理论计算法是通过天然气组成的知识和燃烧反应的化学方程式来计算燃烧热值。
这种方法需要知道天然气的组成和反应方程式，并使用热力学数据对反应进行计算。
天然气的热力学数据可以通过文献的查阅或使用热力学计算软件来获得。
根据反应方程式和热力学数据，可以计算出单个组分和混合天然气的燃烧热值。
测量和使用燃烧热值的意义天然气的燃烧热值是确定其能量产出和利用效率的重要指标。
在工业生产和家庭使用中，准确测量和使用燃烧热值可以帮助实现能源的节约和环境保护。
准确测量天然气的燃烧热值可以用于计量和结算天然气的用量和费用。
在工业生产中，燃烧热值是确定生产过程中能源消耗和排放的基础数据。
在家庭使用中，准确测量燃烧热值可以帮助家庭了解能源使用情况并进行能源节约。
1方燃气热值
1方燃气热值什么是燃气热值燃气热值是指单位体积或质量的燃气所释放的热能。
燃气热值的计量单位通常是千焦耳/立方米（kJ/m³）或千卡/立方米（kcal/m³）。
燃气热值的重要性燃气热值是衡量燃气质量的重要指标之一。
燃气热值的高低直接影响到燃气的能源利用效率和使用成本。
高热值的燃气能够提供更多的热能，使得燃气的燃烧效率更高，从而减少能源浪费和环境污染。
此外，燃气热值也是燃气计量和定价的基础。
燃气热值的测量方法燃气热值的测量方法主要有以下几种：1.燃烧室法：将一定量的燃气在燃烧室中完全燃烧，通过测量燃烧产生的热量和燃气的消耗量，计算出燃气的热值。
2.燃气分析法：通过对燃气中各组分的测量和分析，根据燃烧反应的化学方程式，计算出燃气的热值。
3.平衡法：通过测量燃气在特定条件下的热容量和温度变化，计算出燃气的热值。
燃气热值的影响因素燃气热值的大小受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1.燃气组分：燃气的热值与其组分密切相关，不同组分的燃气具有不同的热值。
例如，甲烷的热值较高，而空气中的氮气和二氧化碳的热值较低。
2.水分含量：燃气中的水分含量越高，其热值越低，因为水的燃烧热值较低。
3.温度和压力：燃气的热值与温度和压力密切相关。
一般情况下，燃气的热值会随着温度和压力的升高而增加。
4.杂质含量：燃气中的杂质（如硫化氢、氧化物等）会降低燃气的热值。
5.燃烧效率：燃气的热值与燃烧效率密切相关。
燃烧效率越高，燃气释放的热能利用率就越高。
燃气热值的应用燃气热值的应用广泛，主要涉及以下几个方面：1.燃气供暖：燃气作为一种清洁、高效的能源，广泛用于家庭和商业建筑的供暖系统中。
燃气热值的高低直接影响到供暖系统的热效率和使用成本。
2.工业生产：燃气热值的高低对工业生产过程中的热能利用效率和生产成本有着重要影响。
一些工业过程需要大量的热能供应，而燃气作为一种便捷的燃料，常被广泛应用于工业生产中。
3.发电：燃气发电是一种高效、清洁的发电方式。
燃气热值的测试
第1章燃气热值的测试1.1 实验目的燃气的热值对分析燃烧分析非常重要，因此，检测燃气的高位热值、低位热值测试非常重要。
本实验的目的是：(1) 掌握水流型气体热量仪的测试原理和方法；(2) 检测燃气的高位热值和低位热值；(3) 测试热值换算成标准状态热值。
1.2 实验原理将一定量的燃气试样，在恒定压力下和同等温度的空气条件下完全燃烧，将燃烧后的气体生成物冷却至原先燃气温度并将燃气中含氢的组分所生成的水蒸汽冷却成冷凝水，这些总的热量都由水流完全吸收下来，从而经过水量和水温升计算出燃气的测试热值，再将测试热值换算成标准状态下的燃气热值(kJ/m3)，即为高位热值。
高位热值减去冷凝水量的气化热即得燃气的低位热值。
1.3 实验装置及设备实验主要设备为SY-4水流型热量计(见图1-1)，该设备主要包括热量计主体、燃烧器和顶罩、空气增湿器、燃气增湿器、玻璃转子流量计、稳压器、燃气流量计、标准容器瓶及支架、Ⅱ等标准温度计。
测量范围为6.7~125.6MJ/m3。
设备的每一部分的介绍如下：1、热量计主体(见图1-2)：主体结构是燃烧吸热筒体—竖管束烟气流-水流热交换器，其采用48支Φ8.5×0.5mm紫铜管圆圈排列而成。
2、燃烧器和顶罩(见图1-3)：由于不同热值的燃气燃烧特性差异较大，需选用不同直径的喷嘴等部件，燃烧器具有9只不同直径的喷嘴，2只不同形式的进风口，2只不同尺寸的顶罩可供选择。
3、空气增湿器(见图1-4)：空气在增湿器内经水流喷淋而达到90~95%的湿度，与未经增湿的较干空气混合，调节风口达到80±5%的湿度，空气湿度由混合器上的干球和湿球温度计查得。
图1-1仪器设备示意图1－标准容器校验架，2－玻璃转子流量计，3－燃气增湿器，4－湿式气体流量计，5－钟罩式水封稳压器，6－空气增湿器，7－空气增湿调节器，8－热量计主体，9－燃烧器，10－量筒，11－电子秤，12－高位水箱1－进水温度计2－出水温度计3－透气管4－进水溢流分配杯5－进水调节阀6－溢流管7－进水管8－冷凝水管9－空气进口10－出水杯11－出水转化阀12－出水管13－出水称量管14－重棰15－热交换器放水阀16－燃烧器插口17－支脚调节螺母图1-2 热量计主体1－灯头顶罩2－燃烧气喷管3－进风调节片4－托杯5－燃气进口6－底座喷嘴图1-3燃烧器和顶罩1－进水管，2－出水口3－可调支脚，4－插接口5－干湿度调节钮6－干空气进风口7－干球温度计8－湿球温度计9－湿度计水杯10－混合气出口图1-4空气增湿器4、燃气增湿器(见图1-5)：燃气通过封闭式燃气增湿器达到饱和状态，其目的一是使测热过程处于湿平衡状态，二是使流量表内水量在测试过程中不发生明显减少现象。
燃气热值的测定
燃气热值的测定（实验序号：03030035）一、实验目的1． 测量燃气的高位热值和低位热值，了解水流式热量计的工作原理。
2． 掌握水流式热量计的正确操作方法，学会分析影响测量精度的因素。
二、基本原理燃气的热值是指1（Nm 3）的燃气完全燃烧所放出的全部热量。
分为高位热值和低位热值。
燃气的高位热值是指每标准立方米（0℃，101.325kPa ）干燃气完全燃烧后，其燃烧产物与周围环境恢复到燃烧前的温度，烟气中的水蒸气凝结成同温度的水后所放出的全部热量。
燃气的低位热值则是指在上述条件下，烟气中的水蒸气仍以蒸气状态存在时，所获得的全部热量。
水流式热量计是利用水流吸热法来测定燃气的热值的，燃气在一衡定压力下进入本生灯燃烧，释放出热量，在热量计内与连续恒温水流进行充分的热交换使水流温度升高，热平衡方程式可近似写成：V ·H h =cm t ∆ (1)式中：H h —燃气的高发热值（kJ/Nm 3）V —单次实验中，在热量计内燃烧的燃气体积（Nm 3） m —在同一次实验中，流过热量计的水量（kg ） Δt —热量计进、出水的温差（℃）c —水的定压容积比热[4.1868kJ/（kg ·℃）] 由式（1）可得：Vtcm H h ∆=（2） 燃气的高位热值减去烟气中水蒸气凝结时放出的热量q ，就可得出燃气的低位热值，即：q Vtcm q H H h -∆=-=1 (3) 因此测得耗气量、水量及其温度差和冷凝水量就可以算出燃气的高、低位热值。
（耗气量换算成标准状态下的体积还需测得燃气温度、压力和大气压力）。
三、仪器及测量系统测量系统由以下几部分组成（见测量系统图）：燃气压力调节器A ，湿式燃气表B ，稳压器C ，热量计D ，水箱E 及数字天平。
（一） 热量计（见图30-1）热量计是实现方程式（1）的主要机构。
燃气通过本生灯在热量计中完全燃烧。
进入热量计的水经过水箱恒水位，使水流量稳定不变并把燃气燃烧产生的热量全部吸收。
天然气标准热值
天然气标准热值天然气是一种清洁、高效的能源，被广泛应用于工业、民用和交通等领域。
而天然气的热值作为评价其质量的重要指标之一，对于天然气的生产、运输和利用具有重要意义。
本文将就天然气标准热值进行介绍和分析，以便更好地了解和利用这一重要能源。
天然气的热值是指单位质量（一般为标准状态下的单位质量）天然气所释放的热量，通常以焦耳/立方米（J/m³）或千焦/立方米（kJ/m³）为单位。
热值的高低直接影响着天然气的能量质量，因此对于不同用途的天然气需求，其热值标准也会有所不同。
天然气的热值与其成分有直接关系，主要成分为甲烷，同时还含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体，以及二氧化碳、氮气等杂质。
其中，甲烷是天然气的主要成分，其热值最高，因此天然气的热值主要取决于甲烷的含量。
一般来说，甲烷含量越高，天然气的热值也就越高。
在实际生产和使用中，天然气的热值需要符合国家或地区的标准规定。
例如，在中国，国家标准GB 17820-2012《天然气》规定了天然气的热值范围，以及对不同用途的天然气热值要求。
对于工业用天然气，其热值一般要求在35-42MJ/m³之间；而对于民用天然气，其热值要求则在32-40MJ/m³之间。
这些标准的制定，旨在保障天然气的质量，确保其安全、高效地使用。
天然气的热值不仅受成分影响，还受气体的压力、温度等因素的影响。
一般来说，天然气的热值随着压力的增大而增大，随着温度的升高而降低。
因此，在天然气的储存、运输和使用过程中，需要对其热值进行精确测量和控制，以确保其符合标准要求。
为了提高天然气的热值，可以采取一些技术手段，如天然气的深度加工、提高甲烷含量等。
同时，也可以通过混合不同热值的天然气来达到一定热值要求。
这些技术手段的应用，可以有效提高天然气的利用效率，满足不同用途的需求。
总的来说，天然气的热值是评价其质量和能源利用效率的重要指标，其热值的高低直接关系着天然气的使用效果和经济效益。
燃气热值测度
燃气热值测定一、实验目的及要求，燃气主要用于燃烧加热，因此燃气热值是燃气工程中要的参数。
在燃气生产、供应及应用过程中，都需要经常测试燃气热值。
测试燃气热值方法有多种，本实验采用水流式热量计测定燃气热值。
要求了解水流式热量计的基本构造及工作原理，掌握水流式热量计的正确操作方法，学会分析影响其测量精度的因素。
二、基本原理在水流式热量计中，用连续流过热量计的水吸收燃气完全燃烧时所产生的热量，水吸收热量后温度升高。
在稳定工况时，测出相同时间内燃气用量、流过热量计的水量及进、出口水混，即可计算出燃气的高位热值。
在测试过程中，还应测出烟气中水蒸气冷凝产生的凝水量，计算出燃气的低位热值。
三、仪器设备及测试系统1、水流式热量计（容克式）；2、湿式气体流量计：测燃气量，分度值不大于0.02L；3、水银温度计：测水温度，量程0～50℃，分度值不大于0.1℃；其它温度计，量程为0～50℃，分度值不大于0.5℃。
4、空气加湿器、燃气加湿器；5、电子天平：称量水重；或天平：最大负荷10kg、分度值不大于5g；6、大气压力计：分度值必须不大于10Pa；7、盛水器：容积应为5～10L；8、凝水量筒：容量为20ml，分度值不大于0.5ml；9、燃气压力计：分度值必须不大于1mm；10、秒表：分度值必须不大于0.1s；11、水箱：容积应大于300L；12、校正湿式气体流量计的标准容量瓶，其容量应与流量计指针转一周读数相等；（二）测试系统测试系统见图14-1.燃气经过压力调节器调整额定压力，经燃气加湿器进行加湿，在通过湿式气体流量计时，测量燃气压力、温度、流量，然后进入本生灯与空气进行混合后燃烧。
类图气与热量计中水进行热交换，降温后排出。
水从自来水管进入水箱，稳压后流入热量计的恒位水箱，再通过进水调整水量后，进入热量计内，多余水经溢流管流入下水道。
进入热量计的水与燃气燃烧产生的烟气进行热交换后，流入盛容器（在测试准备阶段流入下水道）。
天然气热值系数
天然气热值系数
天然气热值系数是指燃烧单位体积天然气时所产生的热量。
热值系数是天然气重要的技术指标，对于天然气的质量和价值有很大的影响，因此十分重要。
本文将逐步阐述天然气热值系数的相关概念和重要性。
1. 天然气热值系数的定义
天然气热值系数是指在标准条件下，每立方米天然气燃烧所释放的热量，单位为MJ/m³。
它是一个重要的指标，用来计算天然气能量的含量和变化。
2. 天然气热值系数的计算
计算天然气热值系数的公式为：
热值系数=(燃烧时释放的热量)/(天然气的体积)
天然气的热值系数受天然气组分和温度等因素的影响，通常需要进行实验测定。
3. 天然气热值系数的影响因素
天然气热值系数有以下几个影响因素：
(1) 天然气组分：天然气的组分不同热值系数也不同。
一般来说，甲烷的热值系数最高，其他组分的热值系数较低。
(2) 温度：天然气的温度越高，热值系数越高。
(3) 气压：天然气的气压越高，热值系数越高。
(4) 水分含量：天然气中含水量越高，热值系数越低。
4. 天然气热值系数的重要性
天然气热值系数是判断天然气质量和储量的重要指标。
对于天然气企业和使用者来说，科学地确定天然气热值系数可以准确计算天然气储量和使用量，合理规划天然气开采和使用策略，同时还可以节约能源、降低生产成本，提升企业的市场竞争力。
总之，天然气热值系数是天然气重要的技术指标，对于天然气的
质量和价值具有很大的影响。
科学地确定天然气热值系数对于企业的经营和用户的使用都有极大的意义。
城市燃气热值测定
城市燃气热值测定一、测定原理采用水流式热量计，测量热量计水流进口水温，通过对连续水流单位时间内吸收的热量的计算，间接得到单位体积干燃气完全燃烧所产生的热量，此热量即为燃气热值。
燃气热值有高热值和低热值两种。
高热值为1Nm 3燃气完全燃烧后共烟气被冷却至原始温度，其中水蒸汽以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值为1Nm 3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，其中水蒸汽以气态排出时所放出的热量。
332211010)(--⨯-=⨯-=VF G H H FVf t t G H q h e c h式中：F ——体积修正系数，0)15.273()(15.273B tg S P B F +-+= H h ，H e ——计算高、低热值 MJ/Nm 3G ——加热水量 kgV ——与G 相对应的燃气量 LC ——水的比热 MJ/8·℃t 1，t 2 ——水进出口温度平均值℃G ——冷凝水量 gV ——与G 对应的燃气量 Lq ——凝结水汽化潜热 MJ/gtg ——燃气温度 ℃P ——燃气压力 PaB ——实验过程中的大气压 PaB 0 ——标准大气压 PaS ——tg下的饱和蒸汽压 Paf1——气体流量计校正后的修正系数f2——热量计校正后的修正系数（即热效率）二、仪器及装置主要仪器设备有：（1）水流式热量计（包括燃气调压、稳压、温润器、空气湿润器）（2）湿式气体流量计5l；（3）湿度计；（4）U型压力计500mm；（5）台称10kg；（6）凝水量筒10ml；（7）盛水器5~10l；（8）空气压力计；（9）秒表。
测试装置见附图三、操作步骤（一）测试准备1．按测试装置安装全部仪器设备，检查气密性。
2．开燃气阀，排尽系统中空气，点燃后调节一次风门，使火焰具有清晰的内焰锥，并无黄焰（黄焰刚好消失）。
3．开进水阀，出水放入水池，将进水调节阀置于中间位置，装入燃烧器，待水湿上升后调节进水量，使进出水温差为8~12℃待稳定。
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燃气热值测定
一、实验目的及要求，
燃气主要用于燃烧加热，因此燃气热值是燃气工程中要的参数。
在燃气生产、供应及应用过程中，都需要经常测试燃气热值。
测试燃气热值方法有多种，本实验采用水流式热量计测定燃气热值。
要求了解水流式热量计的基本构造及工作原理，掌握水流式热量计的正确操作方法，学会分析影响其测量精度的因素。
二、基本原理
在水流式热量计中，用连续流过热量计的水吸收燃气完全燃烧时所产生的热量，水吸收热量后温度升高。
在稳定工况时，测出相同时间内燃气用量、流过热量计的水量及进、出口水混，即可计算出燃气的高位热值。
在测试过程中，还应测出烟气中水蒸气冷凝产生的凝水量，计算出燃气的低位热值。
三、仪器设备及测试系统
1、水流式热量计（容克式）；
2、湿式气体流量计：测燃气量，分度值不大于0.02L；
3、水银温度计：测水温度，量程0～50℃，分度值不大于0.1℃；其它温度计，量程为0～50℃，分度值不大于0.5℃。
4、空气加湿器、燃气加湿器；
5、电子天平：称量水重；或天平：最大负荷10kg、分度值不大于5g；
6、大气压力计：分度值必须不大于10Pa；
7、盛水器：容积应为5～10L；
8、凝水量筒：容量为20ml，分度值不大于0.5ml；
9、燃气压力计：分度值必须不大于1mm；
10、秒表：分度值必须不大于0.1s；
11、水箱：容积应大于300L；
12、校正湿式气体流量计的标准容量瓶，其容量应与流量计指针转一周读数相等；
（二）测试系统
测试系统见图14-1.
燃气经过压力调节器调整额定压力，经燃气加湿器进行加湿，在通过湿式气体流量计时，测量燃气压力、温度、流量，然后进入本生灯与空气进行混合后燃烧。
类图气与热量计中水进行热交换，降温后排出。
水从自来水管进入水箱，稳压后流入热量计的恒位水箱，再通过进水调整水量后，进入热量计内，多余水经溢流管流入下水道。
进入热量计的水与燃气燃烧产生的烟气进行热交换后，流入盛容器（在测试准备阶段流入下水道）。
空气经过空气加湿器进行加湿，相对湿度控制在80±
5%。
相对湿度通过加湿器上的干、湿球温度计测量（查附表2），通过加湿器上的调节阀门进行调节。
加湿后的空气进入本生灯，与燃气进行燃烧。
四、操作步骤
1、准备
（1）用标准量瓶校正湿式气体流量计得出流量计较正系数f1。
湿式气体流量计中的水湿与室温相差应不大于0.5℃。
（2）根据所测燃气的大致热值范围选择适当的本生灯喷嘴，其尺寸可参考下列数据：
高位热值（MJ/Nm3）喷嘴直径（mm）
12.6～16.7 2.5
16.7～37.7 2.0
37.7～46.0 1.5
46.0～62.8 1.0
（3）按着水流式热量计测试系统安装热量计、湿式气体流量计、温度计等。
（4）打开进水阀门，向热量计内注水。
此时热量计的出水口切换阀应指向排水口。
进入热量计的水湿应低于室温1.2～2.5℃，每次测试的进水湿度波动必须小于0.1℃。
（5）调节空气加湿器，使空气的相对湿度为80±5%。
（6）检查燃气系统的气密性。
要求在工作压力下，5分
钟压力不下降。
（7）排除燃气系统内的空气，点燃本生灯，调节燃气压力达到规定值，调风板使火有清晰的内焰并且稳定燃烧。
（8）将点燃的本生灯装入热量计内，确保本生灯稳定放在热量计的规定位置上。
（9）调节进水调节阀，使热量计的出、进口水温差为8～12℃。
（10）调节烟气阀门，使排烟温度与进水温度相差0～0.2℃，以免烟气带走热量。
运行30分钟后，待进出口不温稳定后（一般要求变化不超过0.5℃），并且冷凝水均匀滴出后，方可进行测定。
2、测定
（1）测出盛水器净重，要求读到克。
（2）当湿式气体流量计指针零时，记录该值V1（填入附表1中），并将凝水量筒放在热量计的凝水出口下，开始进行测定。
（3）当湿式气体流量计指针指向某预定值V1时，并迅速旋转热量计的出水切换阀，使水流入盛水器内，读取进水温度（精确到0.01℃）。
以后，每当湿式气体流量计转过一定体积后（如0.5L），交替地读取进、出口温度（精确到0.01℃），要求读出并记录10次以上进出口水温（t1和t2）。
（4）测定过程持续一定时间后（如燃气用量为10L），迅速将出水切换阀转回测定前位置，记录燃气用量V2.
（5）称量流过热量计的水量W。
（6）重复上述3～5项操作步骤，进行第二次测定，并记录下相应的W、V及t1t2。
（7）当湿式气体流量计指针指向某预定终了值V2时，迅速取出凝水量筒，记录下燃气用量V及凝水量W。
（8）关闭燃气，最后关闭进水阀门，结束测定。
（9）在测试过程中应测以下参数：
大气压力读到134Pa
环境温度读到0.5℃
气体流量计上压力读到10Pa
气体流量计上的温度读到0.5℃
排烟温度读到0.5℃
五、结果计算
1、体积修正系数计算
然气体积换算为标准状态下的体积的换算系数为
F=·=·
式中：F——燃气体积修正系数；
P——大气压力（Pa）
b——燃气压力（Pa）
S——t g温度下的饱和蒸汽压（Pa），查附表3；t g——燃气温度（℃）；
f1——流量计较正系数。
2、燃气高热值计算：
=
式中：Q gw——燃气高热值（KJ/Nm3）；
W——水量（g）
t1、t2——平均进出口水温（℃）；
V——燃气用量（L）；
f2——热量计修正系数。
两次测定燃气高热值的平均值为：
=
高位发热量差值=100%
当差值超过1%时，应重新测定。
3、燃气低热值计算：
=-×103
式中：Q DW——燃气的低位热值，KJ/m3
W——冷凝水量，g；
q——冷凝水汽化潜热，2.512KJ/g；
V——与W对应的燃气用量，L。
思考题：
1、影响燃气热值测定准确性的主要因素是什么？
2、为什么说冷凝水滴出后方可开始测定？
附表1城市燃气热值测试。