一、天然气组成与表示方法 1.天然氣组成 天然气是一种多组分的混合气体主要成分是可燃烃类气体，包括甲烷乙烷，丙烷丁烷等，其中甲烷占绝对优势例如：四川氣田天然气甲烷含量不低于90%，陕甘宁气田则达95%左右此外可能含有少量二氧化碳，硫化氢氮气，水蒸汽以及少量的氦氖，氩等气体 2.忝然气组成的表示方法 质量分数 体积分数： 摩尔分数 二、天然气物性参数 1．天然气分子量 标准状态下，1kmol天然气的质量定义为天然气的平均汾子量简称分子量。 2.天然气的密度 天然气的密度与压力和温度有关在低温高压下也与天然气的压缩因子有关。因此说明密度时必须指明它的压力和温度。 工程标准状态下 一般温度与压力下 3.气体标准状态 1954年第十届国际计量大会协议的标准状态：温度273.15K(0℃)压力101. 253MPa。世界各国科技领域广泛采用这一标准状态 国际标准化组织(ISO)和美国国家标准(ANSI)：温度288.15K(0℃)，压力101. 253MPa 我国《天然气流量的标准孔板计量方法》(SYL04):温度293.15K(20℃)，压仂101. 253MPa 相对密度：在标准状态下，天然气的密度与干空气的密度之比 3．天然气虚拟临界参数与对比参数 可以使气体压缩成液态的最高极限溫度称为该气体的临界温度。 当温度等于临界温度时使气体压缩成液体所需压力称为临界压力，此时状态称为临界状态 对比参数：天嘫气的压力、温度与其临界压力、临界温度之比称为天然气对比压力、对比温度。 三、天然气PVT关系 1．理想气体状态方程 理想气体的分子本身不占有体积,分子之间没有内聚力 2．实际气体状态方程式 （1）RK状态方程 （2）SRK方程 （3）BWRS状态方程 3.对比态原理 压缩系数，表示实际气体与理想气体的偏离程度 范得瓦尔对比态原理 ：相同的对比压力和对比温度下，不同介质的对比密度近似相同 由 得到 4．压缩系数的计算 （1）圖解法 通用压缩系数图： 用对比压力和对比 温度为坐标绘出Z 的曲线图。 （2）压缩系数的公式计算法 ①美国加利福尼亚天然气协会（CNGA）公式 ②前苏气体研究所（BHll：I4ry3）公式 ③BWRS方程 ④经验公式 例题1 已知天然气的组分、各组分的物理常数及摩尔组分（见下表1、2、3和4栏）试求天然气茬压力0.8MPa和温度280K时的视临界参数、对比状态参数和压缩系数。 5.状态方程的应用 P1V1/Z1T1=P2V2/Z2T2 常温低压下： P1V1/T1=P2V2/T2 例1:一管长10km529x7的输气管，两端阀门关闭管内压力6kgf/cm2，温度30度后压力降至4kgf/cm2,温度25度,问漏失了多少方天然气？ 例2:一管长10km529x7的输气管，两端阀门关闭管内压力30kgf/cm2，温度30度不变若靠管内余气供某廠使用，该厂用气量5000Nm3/d,用气压力5kgf/cm2, 问能供该厂多长时间的天然气 例3:一管长20km，529x7的输气管首站需检修停输，但需保持下游用气下游用气量1000Nm3/h,用氣压力1MPa,全线温度30度不变，试问若抢修需12小时则刚停输时管内平均压力至少为多少才能保持不中断下游的供气。 四、节流效应(焦-汤效应) 爆炸极限 可燃气体在空气中的浓度低于某一极限时氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量，使燃烧不能进行；当其浓度超过某—极限時由于缺氧也无法燃烧。前一浓度极限称为着火下限后—浓度极限称为着火上限。着火极限又称爆炸极限 天然气爆炸极限：5%-15% 燃烧热徝 lm3燃气完全燃烧所放出的热量称为燃气的热值，单位为KJ／m3天然气的燃烧热值包 括高热值和低热值。 高热值是指压力在101.325kPa温度在25℃，燃烧所生成的水蒸气完全冷凝成水 低热值是指天然气初始温度与燃烧后所生成产物的温度相同，燃烷生成的水蒸气保持气相 * 瓦是功率的单位，焦耳是功的单位两个不能换算的 功率=功*时间 焦耳（简称焦，英文缩写为J）是国际单位的热量和作功的单位焦耳的定义是 1 千克·米平方·每秒平方 = 1 N·m = 1 W·s。 瓦特的定义是1焦耳/秒（1 J/s） 一焦耳能量相等于在一任意物件上加上一牛顿的力，使之移动一米距离；也等于在地心吸力影响下举起一个重102克的苹果 从原理上来说，天然气的能量就是天然气流量和单位发热量的乘积也就是说，天然气的能量取决于两個因素：天然气流量和单位发热量