新疆維吾爾自治區(qū)地方計量技術(shù)規(guī)范MetrologicalSpecificationforthePhysicalparametersofNaturalGasJJF（新）138—2024thePhysicalparametersofNaturalGasJJF（新）138—2024穆軍（新疆維吾爾自侯克江（新疆洪通JJF（新）138—2024 2 1 1 1 1 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 7 7 8 9 10 17JJF（新）138—20242JJF（新）138—20241天然氣物性參數(shù)計量技術(shù)規(guī)范3.1.3天然氣物性參數(shù)naturalgasphysicalJJF（新）138—202423.1.5有證書的標準物質(zhì)certifiedrefere3.1.6燃燒參比條件combustionreferenc注：本規(guī)范使用的燃燒參比條件為20℃,101.325kPa。3.1.7計量參比條件meteringreference在測定被燃燒掉天然氣的體積時規(guī)定的溫度t注：本規(guī)范使用的計量參比條件為20℃,101.325kPa。注：本規(guī)范中的發(fā)熱量，均指燃燒生成的水蒸氣冷凝為液體的高位發(fā)熱量。3.1.10壓縮因子compresJJF（新）138—20243摩爾每摩爾，符號mol/mol或%。摩爾每摩爾，符號mol/mol；毫克每立方米，符號mg/m3。表1天然氣物性參數(shù)計量特性計量項目長輸管道城鎮(zhèn)管道一類二類高位發(fā)熱量/(MJ/m3)≥34.034.031.4二氧化碳摩爾分數(shù)/%≤3.03.04.0一氧化碳摩爾分數(shù)/%≤0.1—氫氣摩爾分數(shù)/%≤3.0—JJF（新）138—20244氧氣摩爾分數(shù)/%≤0.1—總硫含量(以硫計)/(mg/m3)≤硫化氫含量/(mg/m3)≤665.1.1環(huán)境溫度0～45）℃。5.1.2環(huán)境濕度10～85）%RH。5.1.3大氣壓86～106）kPa。表2測量標準及其附屬設(shè)備技術(shù)要求序號設(shè)備名稱測量范圍技術(shù)要求用途1氣相色譜儀及其配套用于測定組分的檢測器（mol/mol）可測量C1~C9、CO2，定性重復性：≤1%定量重復性：≤3%測量組分含量2氣體標準物質(zhì)/附有證書的二級標準物質(zhì)3硫化氫氣體檢測儀（0~300）ppm最大允許誤差為±10%重復性：≤1.5%測量總硫和硫化氫含量4總硫測定儀（0~300）ppm最大允許誤差為±0.5%5溫度測量儀表（-20~60）℃最大允許誤差為±0.2℃測量環(huán)境溫度JJF（新）138—202456濕度測量儀表（5~95）%RH最大允許誤差為±5%RH測量環(huán)境濕度7大氣壓計（80~106）kPa最大允許誤差為±40Pa測量大氣壓力備注：在線氣相色譜儀計量性能應(yīng)符合JJG1055要求，離線色譜儀計量性能應(yīng)符合JJG700要求。標準物質(zhì)，色譜儀周期檢定/校準以及日常計量時應(yīng)使用有證標準物質(zhì)，且標準物質(zhì)應(yīng)在其證書規(guī)定的有效期內(nèi)。表3天然氣物性參數(shù)計量項目序號計量項目計量方法1組分含量測量7.12發(fā)熱量測量（計算）7.23壓縮因子測量（計算）7.34聲速測量（計算）7.45密度測量（計算）7.5注：可根據(jù)實際應(yīng)用需要，選擇需要計量的項目。JJF（新）138—20246(Hv)G(t1;t2;p2)-以體積為基準的真實氣體的高位發(fā)熱量，MJ/m3；EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up4(0),G)V-混合氣體的真實氣體摩爾體積m3/mol，按照公式（3）計算； (Hc)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up5(0),G)(t1)=Σxj·[(Hc)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up5(0),G)]j(t1)(2)xj-天然氣混合物中組分j的摩爾分數(shù)，%（mol/mol[(Hc)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up4(0),G)]j(t1)-j組分的總的理想摩爾發(fā)熱量，MJ/mol。V=Z(t2,p2)·R·T2/p2(3)8.3144621J·mol?1·K?1；壓縮因子Z(t2,p2)用表A.1給出的各純天然氣組分求和因子bj用如下公式JJF（新）138—20247 cp、cv-分別為實際條件下天然氣的定壓比熱容M-為氣體的摩爾質(zhì)量，g/mol；在計量參比條件之下，真實氣體的相對密度按照G(t2,p2)-真實氣體的相對密度；zair(t2,p2)-標準組成的干空氣計量參比條件下的壓縮因子。由GB/Tt2,p2(7)JJF（新）138—20248D(t2,p2)-真實氣體的密度，kg/m3。JJF（新）138—2024表A.1計量參比條件(20℃、101.325kPa)下天然氣中常見組分的摩爾質(zhì)量及物性參數(shù)序號組分名稱組分化學式摩爾質(zhì)量Mjkg/kmol理想氣體摩爾發(fā)熱量0jHjMJ/kmol求和因子bbj1CH416.04246891.050.04317230.069041561.420.08953丙烷44.095622220.130.13084正丁烷58.12222878.580.17855異丁烷58.12222869.390.16736正戊烷72.148783537.190.22957異戊烷72.148783530.250.21898新戊烷Neo-C5H1272.148783516.020.1979986.175364196.60.2907庚烷100.201944855.310.3547氮氣N228.013400.0156氦氣He4.0026020-0.01一氧化碳CO28.0101282.950.0203二氧化碳CO244.009500.073氧氣O231.998800.0265氫氣H22.01588285.99-0.01硫化氫H2S34.08088562.190.0898水H2O18.0152844.2220.2419JJF（新）138—2024天然氣樣品的摩爾組成分析報告提供了下列有表B.1天然氣各組分與求和因子組分xi bjxi*bj0.95680.043170.0413050.01540.08950.001378丙烷0.00250.13080.000327異丁烷0.0004380.16737.33×10-5正丁烷0.0004120.17857.35×10-5異戊烷0.00009120.21892.00×10-5正戊烷0.0001690.22953.88×10-5己烷及以上0.0002280.29076.63×10-5氮氣0.0111620.01560.000174二氧化碳0.01280.0730.000934總計1.000000—0.044391p0=101.325kPap2=101.325kPaJJF（新）138—2024表B.2天然氣高位摩爾發(fā)熱量的計算組分xj((Hc)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(0),G))jxi?((Hc)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(0),G))j0.9568891.05852.5566400.01541561.4224.045868丙烷0.00252220.135.550325異丁烷4.38×10-42878.581.260818正丁烷4.12×10-42869.391.182189異戊烷9.12×10-53537.190.322592正戊烷1.69×10-43530.250.596612己烷及以上2.28×10-44196.60.956825氮氣0.01116200二氧化碳0.012800總計1.000000—886.471868由公式（2）求得的高位摩爾發(fā)熱量(Hc)G=886.471868kJ/mol最后由公式（1）求得(Hv)G=36.92445991MJ/m3。天然氣體積發(fā)熱量不確定度主要來源包括：色譜儀檢測配套用標準氣體的不確定度、ur((Hv)G)=ur,b((Hv)G)2+ur,c((Hv)G)2+ur,s((Hv)G)2(B.1)ur,b((Hv)G)——色譜儀檢測配套使用標準氣體的相對標準不確定度，%；ur,c((Hv)G)——色譜儀檢測給出天然氣各組分后計算高位體積發(fā)熱量時的相對標準ur,s((Hv)G)———測量重復性引入的相對標準不確定度，%。JJF（新）138—2024表B.3標準氣體證書信息組分摩爾分數(shù)%(mol/mol)相對擴展不確定度%（Ur，k=2）平衡氣/3.111丙烷0.4731異丁烷5.23×10-61正丁烷5.24×10-61新戊烷5.20×10-62異戊烷5.12×10-62正戊烷5.15×10-62正己烷5.14×10-62二氧化碳0.9751氮氣1氦氣9.44×10-61氫氣9.88×10-61氬氣9.84×10-62定。根據(jù)不確定度傳播定律，u2(x1)可由各少量組分含量的標準不確定度u2(xj)分量合成式中:u2(x1)———甲烷組分含量的標準不確定度，%；u2(xj)———天然氣中除甲烷外第j組分含量的標準不確定度，%。JJF（新）138—2024基于標準物質(zhì)中甲烷含量的標準不確定度及甲烷含量可計表B.4標準氣體各組分含量對應(yīng)的標準不確定度數(shù)據(jù)組分摩爾分數(shù)%(mol/mol)相對擴展不確定度%（Ur，k=2）相對標準不確定度%標準不確定度u(xi)93.7996/0.0170.000162710.50.0001555丙烷0.47310.50.0000237異丁烷10.50.0000026正丁烷5.24×10-610.50.0000026新戊烷5.20×10-6210.0000052異戊烷5.12×10-6210.0000051正戊烷210.0000052正己烷5.14×10-6210.0000051二氧化碳0.97510.50.0000488氮氣10.50.0000520氦氣9.44×10-610.50.0000047氫氣9.88×10-610.50.0000049氬氣9.84×10-6210.0000098JJF（新）138—2024表B.5標準氣體各組分含量的測量不確定度計算過程1組分2Si?SZ[(Hc)EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up2(0),G)]j2Sj?S (Hc)GZu(xi)2{第6列的值0.98374970.0038405620.98759030.00016270.0001606732.5815738481.72386120.007962251.73182340.00015550.0002692997.252170389丙烷2.45109960.0116364512.46273600.00002375.82437×10-50.339232937異丁烷3.17805090.0158800183.19393090.00000260.007002508正丁烷3.16790480.0148836253.18278850.00000268.32299×10-60.006927219新戊烷3.90517890.0204171673.92559610.00000520.041669464異戊烷3.89751690.0194741523.91699110.00000512.0055×10-50.04022028正戊烷3.88180650.0176059143.89941240.00000522.0082×10-50.040328568正己烷4.63319010.0258617444.65905190.00000512.39475×10-50.057348403二氧化碳0.00000000.0013878340.00138780.0000488氮氣0.00000000.0064943490.00649430.00005203.166×10-71.00235×10-5氦氣0.0000000-0.000889637-0.00088960.0000047-4.19909×10-9氫氣0.3157428-0.0008896370.31485310.00000491.55537×10-60.000241919氬氣0.00000000.0023308490.00233080.00000982.29356×10-85.26039×10-8總計/////10.36672613注：假設(shè)的相關(guān)矩陣r(xi,xj)與GB/T11062一致。表B.6標準氣體各組分含量的測量不確定度計算過程2組分xixiu((Hc)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(0),G))iu2((Hc)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up4(0),G))ixEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),i)·u2([(Hc)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(0),G)]i)xEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up4(2),i)·u2([(Hc)EQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up4(0),G)]i)×108(Hc)EQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up2(2),G)0.9379960.87983650.190.03610.03176213.8714554760.0311000.00096720.510.26010.00025160.030663818丙烷0.0047302.237×10-50.510.26015.819×10-60.000709296異丁烷0.0005242.746×10-70.720.51841.73497×10-5正丁烷0.0005232.735×10-70.720.51841.418×10-71.72836×10-5新戊烷0.0005202.704×10-70.230.0529-81.74352×10-6異戊烷0.0005120.230.05291.387×10-81.69029×10-6JJF（新）138—2024表B.6（續(xù)）正戊烷0.0005152.652×10-70.250.06251.658×10-8正己烷0.0005142.642×10-70.320.10242.705×10-83.29755×10-6二氧化碳0.0104000.00010820000氮氣0.0097509.506×10-50000氦氣0.0009440000氫氣0.0009880.020.00043.905×10-104.75925×10-8氬氣0.0009840.87983650000總計1.000000///0.03201983.902872023EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up4(0),G)表B.7標準氣體各組分含量的測量不確定度計算過程3組分xiu(xi)xEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),i)·u2(si)×108EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up0(2),i)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up4(s),2)0.9379960.000521.99591240.0435220.0311000.00110.117032410.000232丙烷0.0047300.00160.005727462-5異丁烷0.0005240.00390.000417638.26×10-7正丁烷0.0005230.00310.0002628615.2×10-7新戊烷0.0005200.01070.00309581異戊烷0.0005120.00880.0020300434.02×10-6正戊烷0.0005150.0060.000954811.89×10-6正己烷0.0005140.02710.0194028183.84×10-5二氧化碳0.0104000.0010.0108162.14×10-5氮氣0.0097500.0020.0380257.52×10-5氦氣0.0009440.0250.0556960.00011氫氣0.0009880.0250.0610090.000121氬氣0.0009840.0019.68256×10-51.92×10-7總計1.000000//0.044144JJF（新）138—2024又()2=0.000081368×10-8u((Hv)G)=[14.313824×10-8×37.73180967]0.5=0.014275MJ/m3即ur,b((Hv)G)=(0.014275MJ/m3)×100%/37.73180967MJ/m3=0.038%B.3.2色譜儀檢測各組分計算高位發(fā)熱量引入據(jù)進行，不再贅述。計算結(jié)果為ur,c((Hv)G)=0.028%），式中:xj———天然氣中除甲烷外第j組分含量，j=2~10，%。x1———甲烷組分含量，%。ur((Hv)G)=0.038%2+0.028%2+1本次檢測樣氣的高位發(fā)熱量(Hv)G=36.92MJ/m3，ur((Hv)G)=3.46%，k=2。JJF（新）138—2024TestReportReportNo.Applicant委ApplicantAdd址樣NameofInstrument稱型Type/Specification格編SerialNo.號制Manufacturer位St