天然气压缩因子的计算.docx
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天然气压缩因子的计算
天然气压缩因子的计算
天然气的压缩系数计算方法可采用GB/T17747-1999《天然气压缩因子的计算》,或AGANX-19方程。
当为非贸易计量场合和贸易计量中符合GB/T18603-2001《天然气计量系统技术要求》表A1准确度为C级要求的计量装置可考虑使用AGANX-19方程,其它应采用SGERG-88或AGA8-92DC方程。
本文描述AGANX-19和SGERG-88两种计算方法。
1.用物性值进行计算天然气压缩因子的公式
本计算公式参照国家标准GB/T17747中SGERG-88公式,该计算公式使用高位发热量、相对密度和CO2含量作为输入变量。
在GB/T17747中,用物性值计算天然气压缩因子公式如下:
2
1 m
mCBZρρ++=（1/（ZRTpm=ρ（2
式中有关符号表示见本文后述的符号说明。
天然气压缩因子Z的值由方程（1、（2联解求得
（1式中:
天然气第二维利系数B由方程（B1求得
BxxBxB2111212+=12++++++2332222
552
54424332324422BxBxBxBxx+++（B1
（B1式中:
CHxx=1（B222Nxx=（B323COxx=（B424Hxx=（B5COxx=5（B62（1（0（[2（1（b0（1112
0H0011HHHHHbTbbTbTbB+++++=CHHT]2
2
2222]2（1（0（[CHHHHHTbTbb+++（B7
B14,B15,B22,B23,B24,B33,B44和B55是温度函数的二次多项式,即:
2
-12BBB+×+=（B9
1/2
331113
0.865（B-BB=（B10
（B7和（B8式中维利系数温度展开式系数b（0,b（1和b（2的数值ijb（0b（1b（2CHH0-4.25468×10-12.86500×10-3-4.62073×10-
1
CHH18.77118×10-4-5.56281×10-68.81510×10-
9CHH2-8.24747×10-74.31436×10-9-6.08319×10-
12N222-1.44600×10-17.40910×10-4
-9.11950×10-
7
CO233-8.68340×10-14.03760×10-3-5.16570×10-6
H2
44
-1.10596×10-38.13385×10-5
-9.87220×10-8CO55-1.30820×10-
16.02540×10-
4-6.44300×10-
7
CH+N212y=0.72+1.875×10-
5（320-T2CH+CO213y=-0.865
CH+H214-5.21280×10-22.71570×10-
4
-2.50000×10-7
CH+CO15
-6.87290×10-2
-2.39381×10-65.18195×10-
7
N2+CO223-3.39693×10-
11.61176×10-
3-2.04429×10-
6
N2+H2241.20000×10-
20.000000.00000
天然气第二维利系数C由方程（C1求得
1233211222
4443
43333323323222332222232133231333CxCxCxxCxxCxCxx++++++（C1
（C1式中:
21112000111
2（1（0（[2（1（0（TcTccTcTccCHHHHHH+++++=CHH]
22222]2（1（0（[CHHHHHTcTcc+++（C2
C222,C333,C444,C113,C223和C233是温度函数的二次多项式,即:
22（1（0（TcTccCijkijkijkijk++=（C3
维利系数温度展开式中系数c（0,c（1和c（2的数值
ijkc（0c（1c（2
CHH0-3.02488×10-
11.95861×10-
3-3.16302×10-6
CHH16.46422×10-
4
-4.22876×10-
66.88157×10-
9
CHH2-3.32805×10-
72.23160×10-
9-3.67713×10
-12
N22227.84980×10-3
-3.98950×10-
56.11870×10-
8
CO23332.05130×10-
33.48880×10-
5-8.37030×10-8
H24441.04711×10-
3
-3.64887×10-
84.67095×10-
9
CH+CH+N2112y=0.92+0.0013（T-270CH+CH+CO2113y=
0.92CH+CH+H2114y=1.20CH+CH+CO
115
7.36748×10-
3
-2.76578×10-
53.43051×10-
8
CH+N2+N2122y=
0.92+0.0013（T-270CH+N2+CO2123y=
1.10CH+CO2+CO2133y=0.92N2+N2+CO22235.52066×10-3
-1.68609×10-
51.57169×10-
8
N2+CO2+CO2233
3.58783×10-
38.06674×10-
6-3.25798×10-
8
其他非同类交互作用维利系由方程（C4求得:
ijkijkyC=3/1（kkkjjjiiiCCC（C4
（C4式中ijky由（C5~（C8给出:
92.0133113==yy（C6
20.1114=y（C7
10.1123=y（C8
式中符号:
H——摩尔发热量,单位:
MJ·kmol-1
x——组分的摩尔分数
CH——等价烃类CO——一氧化碳CO2——二氧化碳H2——氢气N2——氮气
mρ——摩尔密度,单位:
kmol-1·m3
p——绝对压力,单位:
MPa
R——摩尔气体常数,其值为0.008314510m3·kmol-1K-1T——热力学温度,单位:
K
2.用AGANX-19公式计算天然气压缩因子的方法
天然气超压缩系数Fz是因天然气特性偏离理想气体定律而导出的修正系数,其定义为
1
ZZn
Fz=
………………………………………………………（3式中:
Zn—天然气在标准参比条件下的压缩因子;
Z1—天然气在操作条件下的压缩因子。
Fz值按如下公式计算:
天然气以甲烷为主,在其真实相对密度Gr小于或等于0.75,氮气和二碳气摩尔含量不超过0.15时,其超压缩因子Fz按下式计算:
Fz=（B
D
（4
其中:
B=3-mn29mH2
m=0.0330378τ-2–0.0221323τ-3+0.0161353τ-5
n=–0.133185τ-1+0.265827τ-2+0.0457697τ-4
m
H=Pj+14.71000
τ=tj+460500
Pj=145.04P1FP
tj=（1.8t1+492Ft—460D=（b+b2+B31/3
b=9n-2mn3
54mH3—
E
2mH2
当1.4>τ≥1.09且P1（绝≤13.79MPa时
当0.84≤τ<1.09且P1（绝≤8.963MPa时,
而Fp=
156.47160.8-7.22Gr+Kp
Ft=
226.2999.15+211.9Gr-Kt
KP=（Xc—0.392Xn×100
Kt=（XC+1.681Xn×100
式中:
P1—为流量计实测表压力值,MPa;
t1—天然气流过节流装置时实测的气流温度,单位为:
℃
Gr—天然气真实相对密度（应小于0.75;
Xc—天然气中二氧化碳含量的摩尔分数（应小于0.15,由气分析给出;
Xn—天然气中氮气含量的摩尔分数（应小于0.15,由气分析给出。
当天然气真实相对密度Gr和组分超出此规定,或组分变化较大,或进行精确计算时应按GB/T17747.1~3-1999进行计算。
附表1:
用SGERG-88计算的压缩因子表格,表内数据按天然气相对密度为0.581,二氧化碳摩尔分数为0.006,氢气摩尔分数为0,高位发热量为40.66MJ·m—3计算。
天然气压缩因子的计算 附表2：
用NX-19计算的压缩因子，表中数据真实相对密度Gr=0.6，氮气和二氧化碳摩尔分数均为0.00计算。
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