【国家标准(GB)】 天然气标准参比条件

GB/T19205--2003
本标准与国际标准1SO13443：1996《天然气-标准参比条件》的一致性程度为非等效。根据我国天然气计量的实际情况，本标准仅采用了ISO13443中规定的标准参比压力，没有采用该标准规定的标准参比温度。本标准在规定标准参比条件时，只说明了温度和压力，而ISO13443还提到了湿度和饱和状态。ISO13443的引用标准是ISO6976：1995，本标准的引用标准是GB/T11062-1998，该标准等效采用ISO6976：1995。本标准附录A增加了体积发热量等物性值由20：20换算到0：02020换算到15：15和25：0换算到20：20参比条件下相应物性值的18个换算系数。本标准附录B和附录D给出的是101.325kPa20℃与其它参比条件的换算方程和计算示例，而ISO13443附录B和附录D给出的是101.325kPa，15℃与其它参比条件的换算方程和计算示例。在采用ISO13443时，本标准采用了ISO13443的附录A、附录B、附录C、附录D和附录E,未采用ISO13443的附录F“参考文献”。本标准的附录A、附录 C为规范性附录,附录B、附录D和附录E为资料性附录。本标准由中国石油天然气集团公司提出。本标准由全国天然气标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国石油西南油气田分公司天然气研究院。本标准主要起草人：唐蒙、许文晓、迟永杰。GB/T19205—2003
ISO前言
ISO(国际标准化组织）是由各国标准化团体（ISO成员）组成的世界性联合会。制定国际标准的工作通常由ISO技术委员会完成。每个成员团体对技术委员会已确立的项目感兴趣，均有权参加该委员会的工作。与ISO保持联系的官方和非官方的国际性组织也可参加标准制定工作。所有电工技术方面的标准化工作，ISO和IEC(国际电工委员会)保持着密切的合作。由技术委员会采纳的国际标准草案需提交各成员团体投票表决，至少取得75%成员团体的同意后，才能作为国际标准发布。
国际标准ISO13443是由ISO/TC193天然气技术委员会制定的。附录A和附录 C为规范性附录,附录B、附录D、附录E和附录F为资料性附录。Ⅱ
1范围
天然气标准参比条件
GB/T19205--2003
本标准规定了测量和计算天然气、天然气代用品及气态的类似流体的压力和温度标准参比条件。标准参比条件主要用于计量交接，将用于描述天然气的气质和数量的各种物理性质统一到一个共同的基准。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准GB/T11062天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法。（GB/T11062一1998neqIS6976：1995)
3标准参比条件
在测量和计算天然气、天然气代用品及气态的类似流体时，使用的压力和温度的标准参比条件是101.325kPa,20℃(293.15K)。
也可采用合同规定的其它压力和温度作为标准参比条件。涉及到标准参比条件的物理性质包括体积、密度、相对密度、压缩因子、高位发热量、低位发热量和沃泊指数。这些性质的完整定义由GB/T11062给出。对于发热量和沃泊指数，燃烧后的气体体积及其释放的能量均与使用的标准参比条件有关。应该指出，实践中，在某些特定的场合，只使用一种标准参比条件不能满足要求，例如，本标准允许采用合同规定的其它压力和温度作为标准参比条件。鉴于这种情形，附录A给出了几种常用的以国际单位制表示的参比条件之间的换算系数：附录B给出了在本标准规定的101.325kPa，20℃标准参比条件下的各物性值与在其它参比条件下相应物性值之间的换算公式，附录D给出了一些计算示例：附录E则给出了世界上部分国家和地区常用的以国际单位制表示的参比条件。
注1：本标准选定的标准参比条件与GB/T17291一1998中应用于测量石油液体和气体的标准参比条件相一致。注2：ISO13443规定的标准参比条件是101.325kPa，15℃(288.15K）。注3；本标准换算系数和换算方程的应用条件是：气体是干燥的，其中水蒸气的麻尔分数不应大于0.001，温度和压力的范围是270K用Z(101.325kPa,0℃)表示在\101.325kPa,0℃”参比条件下的压缩因子，而不用Zn表示，用V(101.325kPa，293.15K)/m表示在\101.325kPa,293.15K\参比条件下气体以m计量的体积，而不用m，m（n），nm2或Nm2表示，也不能简单地以m2来表示。在不发生混淆时，类似于Z(0)和V(20)/m这样的缩写形式也是可以接受的。对于V(101,325kPa，15℃）/m*这种情况，用V(ISO）/m2表示，可能将戒为最佳的表示方式。1
GB/T 19205—2003
附录A
（规范性附录）
参比条件之间的换算系数
在表A.1中，如果将[a]行参比条件下的已知物性值乘以表中所给出的换算系数，就可相应地得到[b]行所给出的参比条件下的具有相同单位的物性值。如果要进行相反的换算，则除以表中所给出的换算系数。
对所有的天然气，换算的理想气体性质，预计可准确到士0.01%之内。对真实气体的体积性质（体积、密度、相对密度、压缩因子），预计可准确到土0.02%。对真实气体的燃烧性质（发热量、沃泊指数），可准确到士0.05%。
不推荐使用非国际单位制的参比条件，尤其在国际贸易的场合，因此也不再给出其换算系数。大多数非以国际单位制表示的参比条件使用的温度条件是60F（15.6℃），而压力则有几种不同的条件。附录B给出的一组方程可将在表A.1中未给出的参比条件下的物性值换算成101.325kPa，20℃标准参比条件下的相应的物性值。
在表A.1中，燃烧和体积计量所使用的标准压力条件均为101.325kPa，而气体则是干燥的。表A.1参比条件之间的换算系数
理想体积
理想密度
理想相对密度
压缩因子
真实体积
真实密度
真实相对密度
摩尔理想高位发热量
摩尔理想低位发热量
质量理想高位发热量
质量理想低位发热量
摩尔真实高位发热量
摩尔真实低位发热量
质量真实高位发热量
质量真实低位发热量
20换算到15
计量温度2/℃
20换算到0
燃烧温度t/℃
25换算到2025换算到1525换算到01.0005
1.0005·-
15换算到0
20换算到015换算到0
20换算到15
体积理想高位发热量
体积理想低位发热量
理想沃泊指数
体积真实高位发热量
体积真实低位发热量
真实沃泊指数
换算到
表A.1（续）
燃烧温度t/℃：计量温度t/℃
换算到
换算到
换算到
1.01751.07350.9481
1. 076 60.948 6
换算到
换算到
GB/T 19205—2003
换算到
换算到
换算到
1. 07541.0179
1.07341.0174
1.07591.01800.9318
1. 075 81. 018 0
GB/T19205—2003
附录B
（资料性附录）
标准参比条件之间的换算方程
方程(B.1)至方程(B.21)可以把表A.1列出的物性值，从参比条件Ti/K，T2/K，pi/kPa，p2/kPa换算为20℃，101.325kPa标准参比条件下相同计量单位的当量值。这些方程的适用范围为：270K所有方程与温度和压力的关系都采用简单的线性函数。这些方程都是在假定（az/ap)r，(azaT)，（azair/aT)，1/H(aHs/aT)和1/H.（aH.°/aT)近似为常数的条件下推导出来的，各种常数则是对宽范围的天然气组成进行试算后确定的。这些常数值如下：(az/ap)= --0. 000 020/kPa
(az/aT)+0.000 025/K
(aZair/aT),+0.000 011/K
1/Hg(aHg/aT)=-0.00010/K
1/Hi(aH/aT) —0.000 01/K
as/ap和aHi/ap两者之值均取为零。尽管上述近似方法很简单，但预计其换算准确性仍可保持到附录A中所规定的范围内。在使用这些方程时，与附录A所给出数值的位数相比，不能增加其数值的位数。注意：如果参比条件不是以K和kPa给出的（如℃或F，atm，mbar，psia或psig），则必须在使用方程前，进行单位的换算。
理想体积Vo
Vo(101.325 kPa,293.15K)=Vo(pzT,)X293.15p2/101.325 T2理想密度p
p°(101. 325 kPa,293. 15 K) = p(p2, T) × 101. 325 T, /293. 15 p2 ********..*( B. 2 )理想相对密度do
do d'(p2, T,)
压缩因子 Z
Z(101.325kPa,293.15K)=Z(p2,T,)×[1+0.000020(p2-101.325)J/[1 + 0. 000 025(T, - 293. 15)J真实体积V
V(101.325 kPa,293.15 K) = V(p2,T,) X [293. 15p2/101. 325T2J X（B.3）
.(B.4)
[1+0.000 020(p2— 101.325)I/L1+0.000 025(T —293.15)1.....·.( B. 5 )真实密度p
p(101.325 kPa,293.15K)=p(p2,T,)X[101.325 T2/293. 15 p2|×E1+0.000 025(T2 293.15)/[1 +0.000 020(p2 —101. 325))真实相对密度 d
d(101. 325 kPa,293. 15K) d(p2 , T2) × [1 + 0. 000 014(T, 293.15)/[1+0.000 020(p2—101.325)］摩尔理想高位发热量H°
.......( B.6)
Hg(101. 325 kPa,293. 15K) = Hg(p1,T) × [1 +0. 000 10(T — 293. 15)J ....( B. 8 )摩尔理想低位发热量H
GB/T 19205-—2003
H(101.325kPa,293.15 K)H(p1,T)×[1+0.000 01(T1—293.15))(B.9)质量理想高位发热量HS
Hg(101. 325 kPa,293. 15 K) = Hg(p1,T) × [1 + 0. 000 10(Ti —293. 15)J ...( B. 10 )质量理想低位发热量H
H(101. 325 kPa,293. 15K) = H(p1,T,) X [1 +0.000 01(Ti — 293. 15)J *( B. 11 )摩尔真实高位发热量Hs
Hs(101. 325 kPa,293.15 K) = Hs(p1,T) X [1+0.000 10(Ti -293.15)J ..( B. 12 )摩尔真实低位发热量Hl
Hi(101.325 kPa,293. 15 K) = H(p1,Ti) X [1 +0.000 01(T, —293.15)J ..( B.13 )质量真实高位发热量Hs
Hs(101. 325 kPa,293. 15 K) = Hs(p1, Ti) × [1 +0. 000 10(Ti -- 293. 15)J .( B. 14 )质量真实低位发热量H
H(101. 325 kPa,293. 15 K) = H,(p1, T) × [1 +0. 000 01(Ti - 293. 15)J ...(B. 15 )体积理想高位发热量H
Hg(101.325kPa,293.15K)=Hg(p1,p2,T,T,)×[101.325T,/293.15p2X[1+0. 000 10×(Ti —293.15)体积理想低位发热量H
H(ISO) - H(p1,p2,Ti,T,) ×[101. 325T, /293. 15p2J×[1+0.000 01 ×(T —293.15)]理想沃泊指数Wo
Wo(101. 325 kPa,293. 15 K) W°(p1,p2, T, T) ×[101.325T2/293. 15p2J× [1 +0.000 10(T, --293. 15)]体积真实高位发热量Hs
·( B. 16 )
......( B. 17 )
Hs(101.325kPa,293.15K)=Hs(p1,pz,Ti,T,)×[101.325Tz/293.15p2J×[1 +0. 000 10(T 293. 15)] ×[1 +0. 000 025(T2-293.15)】/[1+0.000020(pz-101.325)体积真实低位发热量H
H(101.325kPa,293.15K)=H(p1,p2,Ti,T,)×[101.325T,/293.15p2]×[1→+0. 000 01(T1 — 293. 15)]×[1 +0. 000 025(T—293.15)J/[1+0.000 020(p2—101.325)J真实沃泊指数W
W(101.325 kPa,293. 15 K) W(pr,pz,Ti,T,)X[101.325T/293.15pz]×[1+0.000 10(T1—293.15)]X(B.19 )
.( B. 20 )
([1 + 0. 000 020(p2 -- 101. 325)J/[1 + 0. 000 036(T, - 293. 15)I) -1/2 ........( B. 21 )5
GB/T19205—2003
符号：
下标：
上标：
相对密度
摩尔低位发热量
质量低位发热量
体积低位发热量
摩尔高位发热量
质量高位发热量
体积高位发热量
(绝对)压力
(绝对)温度
摄氏温度=T-273.15
沃泊指数
压缩因子
燃烧参比条件
容量或计量参比条件
附录C
（规范性附录）
SI制单位
(或复合单位）
kJ · mol-1
MJ· kg-1
MJ·m-3
kJ ·mol-1
MJ· kg-1
MI·m-3
MJ· m-3
kg·m-$
表示为理想气体（无上标则表示为真实气体）附录D
（资料性附录）
计算示例
GB/T 19205—2003
以下给出的计算示例全部是以甲烷为主要成分（摩尔分数大于70%）的千燥的真实天然气。示例1
已知在压力101.325kPa、温度273.15K时，某天然气的压缩因子为0.9971，在IS0标准参比条件下，该天然气的压缩因子是多少？在293.15K、101.325kPa的标准参比条件下，该天然气的压缩因子又是多少？
由表A.1第4行第3列（采用逆运算）：Z(ISO)=0. 997 1/0. 999 6 0. 997 5将101.325kPa、288.15K的条件代人方程（B.4），可获得同样的结果（取.4位有效数字）。由表A.1第4行第2列（采用逆运算）：Z(101.325kPa,20℃)=0.9971/0.9995=0.9976由方程（B.4），也可获得同样的结果（取4位有效数字）。示例2
已知在101.325kPa、273.15K的参比条件下，天然气的体积为1000m，在IS0标准参比条件下，该天然气的体积是多少？在101.325kPa、293.15K的标准参比条件下，该天然气的体积是多少？由表A.1第5行3列（采用逆运算）：V(1ISO)-1 000/0. 947 6=1 055. 3 m2将101.325kPa、288.15K的条件代人方程（B.5），可获得同样的结果（取5位有效数字）。由表A.1第5行2列（采用逆运算）：V(101.325kPa,20℃)=1000/0.9313-1073.8m2由方程（B.5），也可获得同样的结果（取5位有效数字）。示例3
某天然气在100kPa、25℃时，其质量高位发热量为54.21MI/kg，在ISO标准参比条件下，其相应值是多少？在101.325kPa、293.15K的标准参比条件下，其相应值是多少？一般认为摩尔发热量和质量发热量与附录B中给出的压力范围（包含正常的大气压变化范围）内的压力pl无关，因此，在这种情况下与指定的压力无关。由表A.1第14行第2列：
Hs(IS0) = 54. 21 X 1. 001 0 = 54. 26 MJ : kg-1将101.325kPa、288.15K的条件代人方程（B.14），可获得完全相同的结果。由表A.1第14行第1列：
Hs(101.325kPa,20℃)54.21×1.000554.24MJ·kg-1由方程(B.14)可获得完全相同的结果。示例4
某天然气在101.560kPa和60F（15.6℃）下的体积高位发热量为38.57MJ/m2，在ISO标准参比条件下，其相应值是多少？在101.325kPa、293.15K的标准参比条件下，其相应值是多少？此例不能采用表A.1来解决，因为该表只在压力为101.325kPa时才有效，而且表中并未包括华氏温度
首先将60F换算成热力学温度：
60F=E(60-32)X5/9]+273.15=288.706 K7
GB/T 19205—2003
然后，将101,560kPa，288.706K的条件代人方程（B.19)：Hs(IS0)=(38.57×101.325×288.706×[1+0.00010(288.706—288.15)]X [1+ 0. 000 025(288. 706 288. 15)])/288.15×101.560×[1+0.000020(101.560-101.325)))-38.56MJ·m-3（取4位有效数字）。由方程(B.19)：
Hs(101.325kPa,20) (38. 57 X 101.325×288. 706 ×[1 +0.000 10(288.706-293.15)X[1+0.000025(288.706-293.15)J)/(293.15×101.560×[1+0.000020(101.560-101.325))=37.88MJ·m-3（取4位有效数字）。示例5
在1atm下，某天然气在25℃下燃烧，但燃烧后的体积是在0℃下计量的，测得的体积低位发热量为37.35MJ/m，在ISO标准参比条件下，其相应值是多少？在101.325kPa、293.15K的标准参比条件下，其相应值是多少？
首先，latm=101.325kPa。
由表A.1第20行第4列：
H(ISO) = 37. 35 × 0. 947 7 35. 40 MJ m-3将101.325kPa、288.15K的条件代人方程（B.20），可获得相同的结果（取4位有效数字）。由方程（B.20)：
H(20℃,101.325kPa)=37.35×273.15/293.15X[1+0.000 01(298.15-288.15)] ×[1 + 0. 000 025(273. 15 — 293. 15)]/［1+0.000 020(101.325--101.325)]=34.79MJ·m-（取4位有效数字）。8
附录E
（资料性附录）
世界上部分国家和地区使用的参比条件GB/T19205—2003
世界上部分国家除了采用国际单位制计量单位和参比条件外，同时仍在采用非国际单位制（如英制)计量单位和参比条件，以下只给出以国际单位制表示的参比条件。在表E.1中：
t/℃是指燃烧参比温度。
/℃是指容量或计量参比温度。
任何情况下，标准参比压力始终是101.325kPa。部分固家和地区使用的参比条件裹E.1
国家或地区
阿根廷
澳大利亚
奥地利
比利时
加拿大
捷克和斯伐克
匈牙利
ta/℃
20和0
国家或地区
印度尼西亚
爱尔兰
意大利
新西兰
巴基斯坦
罗马尼亚
俄罗斯
西班牙
南斯拉夫
ta/℃
15和0
25和0
GB/T19205—2003
GB/T17291—1998bzxz.net
参考文献
石油液体和气体计量的标准参比条件（neqISO5024：1976）
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