GB_T 30491.2-2024 天然气 热力学性质计算 第2部分：扩展应用范围的单相（气相、液相和稠密相）流体性质.docx
ICS75.060CCSE24G日中华人民共和国国家标准GB/T30491.22024/IS020765-2:2015天然气热力学性质计算第2部分：扩展应用范围的单相（气相、液相和稠密相）流体性质Naturalgas-Calculationofthermodynamicproperties-Part2:Single-PhaSeproperties(gas,liquid.anddensefluid)forextendedrangesofapplication(ISO20765-2:2015,IDT)2024-03-15发布20244)7-01魅国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会rttrm引言IV1能围12规范性引用文件I3术语和定义24方法的热力学基础34.1 原理34.2 亥擀施兹自由能基木方程44.3 由亥姆霍兹自由能导出的热力学性质65计鸵力法85.1 输人变量85.2 压力到对比密度的转换95.3 运算96应用范阳IO6.1 单纯气体IO6.2 二元混合物116.3 天然气137状态方程的不确定度147.1 背景147.2 单纯气体性质计算的不确定度147.3 二元混合物性质计算的不确定度177.4 天然气热力学性质计究的不确定度187.5 其他性阴的不确定度207.6 输入变宽不确定度的影哨208结果报告20附录（规范性）符号和单位22附录B（规范性）理想气体无量纲裒姆很效自由健25PfJ*C（双范性）纯组分的临界参数和摩尔质fit（ft30附求D（Mi范性）财氽无量纲亥姆似兹自由使31附录E（规苞性）密度和温度的无量纲函数44附录F（资料性）微量组分的腻值52附录G（资料性）实例54参考文献57木文件按照GBT1.l-2Q20标准化工作导则第I部分：标准化文件的结构和IS草规则3的规定起草,本文件是GB/I30191天然气热力学性所计算的第2部分.GB/T30491已经发布了以下部分:第I部分：输配气中的气相性质：一一第2部分：Ir展应用数闱的中.相（气相、液相和稠密相）流体性质.本文件等同采用ISO20765-2:20151天然气热力学性质计算第2部分：扩展陶用检围的单相（气相、液相和槐密相）流体性质3.请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的贡任.本文件由全国天然气标准化技术委员会（SAcTC244）提出并归口.木文件笈草单位：中国石油天然气股份仃限公司西南油气田分公司天然气研究院、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司实验检测研究院，中国石油大学（北京）、哈尔滨工业大学、国家管网笫团联合管道有限责任公司西气东输分公司、中国石油化I：股份有限公司天然气分公司、中海油研究总院有限五任公司、国家石油天然气管网集团有限公司油气用控中心.本文件主要起草人：张褶、罗劲、用理、韩怒.林青瑾、孟祥娟,戊洋波、光水学、张金花、姜益强、郑文科、张帆须、周雷、刘林、李清平、靖例元、杨毁、刘松、李强91.GB三I91给出了天然气热力学性质的计算方法，主要涉及於航天然气单相相、液相、超他界相）独力学性质、天然气气液两相热力学性质、天然气焦耳-汤姆逊系数以及貂度等迁移性质计算.与基于AGA8-92DC状态方程制定的GB/T17747.2和GB/T30491.1相比.本文件推荐方法的适用范阚得到了拓展,其压力、温度适用范围拓展至0.0MPa-70.0Mpa和60.0K700.0K,摩尔分数的适用范围也得到了拓展,对甲烷的摩尔分数低至0.30、觎气的摩尔分数高至0.55、二料化碳的摩尔分数高至0.30、乙烷的摩尔分数高至0.25、丙烷的摩尔分数高至0.14、级气的摩尔分数高至0.10和碗化氮的摩尔分数高里0.27的天然气的密度和声速等热力学性咙参数均具有不错的计以准确或，适用于不同组成.不同相态天然气的热力学性质准确计算，对保障天然气商效开发及集输计砥公平公正以及天然气工业的快速健战发展有枳极的推动作用，目前，ISO20765系列标准己发布第1部分、第2部分和第5部分，第3部分和第4部分仍在制定中，因此GB/T30491拟由以下5部分构成.一第1部分：输配气中的气相性腰。目的是规定天然气、含人工掺和物的天然气和其他类似混合物仅以气体状态存在时的体积性质和热性质的计豫方法.第2部分：扩展应用范国的单相（气相、液相和倜密相）流体性质,目的是规定天然气、合成熟料气体和类似混合物在单相状态（均匀气态、液态和树密态）下的体枳性质和热性质计究方法.-第3部分：两相性质（气液平衡状态）.目的是规定天然气、合成燃料气体和类似混合物在气液平衡状态下的两相性质的计算方法，笫1部分：物性值计算天然气性脑。目的是规定利用天然气发热量、相对密度等参数获取物性参数的计算方法.-第5部分：黏度、焦耳-汤姆逊系数和等燃指数的计算，目的是规定天然气（动力）.粘度、焦耳-汤姆逊系数和等焰指数的简化算法.IX天然气热力学性质计算第2部分：扩展应用范圉的单相（气相、液相和稠密相）流体性质1m本文件现定了天然气.合成燃料气体和类似混合物在单相状态（均匀气态、液态和树宓态）F的体枳性质和热性质计舞方法。注1:虽然本文件的主要应用时象姑天然气、人造燃料气体和类似混合物，但其所提及的方法也适用天然气各钝）组分及。共他：元和多元混合物il合后的佛J的性质的岛精度计究（在实验彳确定度范国内.本文件推荐的方法适用于气体混合物的体枳性质（压缩因子加密度）和热性质（例如的、热容、焦耳-汤姆森系数和声速）的计算,ISO207651的适用压力、源度和姐成范国1,本方法的准确度至少与ISO20765-1描述的计算方法相当.在某些情况卜.，如在温度为250K275K时,本计鸵方法的计目准确度较ISo207651显著提升。通常来说，本方法体积性项和声逋的计算不确定度小于等于0.1%.本方法的模型站构比ISO20765-1提及的更加更杂，也更能准确施描述均侦气体、液体、超临界流体（稻率流体）以及气液平衡体系的体积性质和热性质,注2：本文件中提及的所方不确定度均为包含区间为侬的Ir展不确定度（包含四子k=2）.在不增加计算不确定度的条件下,本方法也可在ISO20765-1不适用的温度、乐力和组成范围使用。例如，它适用于甲烷摩尔分数低至0.30、氧气摩尔分数高至0.55、二氧化碳摩尔分皱荏至0.30、乙烷摩尔分数离至0.25、丙烷摩尔分数高至0.M,以及氧'1摩尔分数较离的天然气.该方法还可用于二效化琰封存中高CO2浓度混合物性质的i匏.本文件介绍的混合物热力学性质计巽模里在整个流体区域内均适用.由于缺乏高颐Ift的试验测试数据,天然气在液体和由临界流体（倒南流体）区域内的热力学性短参数的计鸵不确定度尚不能明确给出.对于液化天然气（1.NG）.在100K140K的温度范围内饱和液体密股的计算不确定度为（0.广0.3）丸这与测试数据的不确定度相当。对各冲二元混合物压缩流体,该模型在压力高达40MPa时.济度的计算不确定度在±（0M-02*之内,也与测试数据的不确定度相当.本文件描述的模#是联二元混合物体系开发的高精度状态方程，是H前用干液相和/临界相天然气热力学性筋计优的公准确的模量.2提范性弓I用文件下列文件中的内容通过文中的观征性引用而构成本文件必不可少的条款，其中.注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件:不注日期的研用文件,其/新版本（包括所用的修改单适用于本文件、ISO7504气体分析词汇（GaSAnalysisVocabularj）注：GRE帔0-2020气体分析isjiC<ISO7504:2015,1DT）ISOM532天然气词汇（NMUKdgasVOalbUklry）it.,GR/T206M-2006天然气词汇（ISoM532:2001,1DT）ISO20765-1天然气热力学性质计算第1部分：输配气中的气相性质（NatUraIga-Cakula-tionofIhcmwxlynamicproperties-Partl:Gasphasepropertiesfortransmissionanddistributionup-plk<lkms)注：GRT3OI91.1-2014天然气谿力学性质计匏第1部分：输配气中的PH性质(ISO2三51:2005Jin)ISOSOOOo-5:27圻叮电位第5部分热力学(QuantitiesandunitsPan5:ThCrmodynamics)3术甯和定义ISO80000-5:2007.ISO20765-1.ISO7504和ISO14532界定的以及下列术诏和定义适用于本文件.注1：本文件使用的符号和电位列表洋见附由%，注2:图I是在相归压力坐标系下的典型天然气相图.泡点和“!啜完全取决于天然气的也分圻皿该相图外助于下面定义的理ft?,3.1泡点压力bhNepressure在特定温度下,防乐力变化,纯液相体系苜次出现微小气泡时的气液相平衡压力。12¾l>bubbletemperature在特定出力下，弗温度变化,纯液相体系首次出现微小气泡时的气液相平街温度。注1：泡点轨迹你为泡点殴.注2：在特定EE力下的泡点温度可能不止个。比外，M6中说明了在特定俎度卜的露点压力也可能不止小.3.3临界茶析压力cricondenbar气液两相共存的最大压力。84临界凝析温度cricondentherm气液两相共存的酸高湿度.3.5事界点crilkalpoint在气液相平ifc边界线上，满足气相和液相具有相同组成和密度的唯气液和平衡点.注1：临界点是解点战和泡点线的交点.注2：临界点压力冽布界压力，温度为界温度.注3网F给证成分的混n,可能行个、多个或帮好帕界点.此外，财吃桃可能与知所展讷有很大不同.例如包含乳、狙的混合物（包括天然气）。16点JX力dewpressure在特定温度下,防压力变化,纯气和体系首次出现itt小液滴时的气液相平衡压力.&在某特定温度卜可能存在不止个甯点温度.例如,在300K时气体的等温JK缩过程如图I所示：WJKw混合物廿（体，压力略而F2MR的混用中加研桐i布三力的增加，混合物卜的液体加加,但质力&9进力维加全留嘛体的"（反裁析）,压力蛇洌犬妁8MRlU高点压力）时，液相消失，浪分级为出临界气相西密气加。加和耿内,混合碗城是定的，但用曲的气体H旅网的瞰不同.3.7点温度dewtemperature在特定EE力下,防湿度变化,纯气和体系首次出现瓶小液滴时的气液相平衡温度，注1：与3.6给出的例子相吼的#定压力TWf财社多个露点部注2:霸点轨触Ij称为落点城。3.8超临界状态Supercriiicalslate混合物处于压力、温度高于临界压力和临界温度的超临界相区，该区域不会发生相态变化,4方建的嵯力学若有41KB天然气或其他任何混合物的热力学性历可通过其组成进行完全表征和计算.组成以及状态变显（温度和密度）是该计以方法必要的输入忿数，而实际匕能获得的可作为粕入数据的状态变状一也是温度利乐力.w,有必要首先使用本文件提供的方程迭代计算确定密度.本文件徐出的状态方程可表示为海合物的亥姆筷兹自由能与密度、温度和祖成的函数关系式.均相（单相）气体、液体和超临界流体（例密流体）的其他的所有热力学性质,都可由亥姆粕兹自由能及其对源
