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GB/T 12206—20燃气热值和相对密度测定方法

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本标准与日本JIS K 2301—1992《燃料气体及天然气——分析、试验方法》的一致程度为非等效。

    本标准与JIS K 2301—1992相比,主要差异如下:

    ——对JIS K 2301—1992中测定燃气热值的系统进行了调整:将湿式燃气调压器C放在燃气加湿器后面,使燃气流量更加稳定。同时提出以真实气体热值为标准,以便与GB/T 11062—1998《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》协调。

    ——城镇燃气相对密度测定方法,强调了气密性实验。采用真实气体的相对密度,以便与 GB/T 11062—1998协调。

    本标准代替GB/T 12206—1990《城市燃气热值测定方法》和GB/T 12207—1990《城市燃气相对密度测定方法》。

    本标准与GB/T 12206—1990和GB/T 12207—1990相比,主要变化如下:

    ——城镇燃气热值测定方法,主要加强了测试条件的要求,增加了

天然气流量计,燃气流量计,液化气流量计,煤气流量计,沼气流量计,甲烷流量计,乙烷流量计,丙烷流量计

测试次数,提高了测试结果准确度。为了适应国际贸易发展需要,增加了燃烧参比条件和计量参比条件术语。

    ——城镇燃气相对密度测定方法,强调了进入仪器的燃气与空气是湿气体,得到的时间比值的平方是湿燃气的相对密度。为了计算干燃气真实气体的相对密度值,给出了干燃气相对密度的附加值口的计算公式。

    本标准附录A为规范性附录,附录B、附录C为资料性附录。

    本标准由中华人民共和国建设部提出。

    本标准由建设部城镇燃气标准技术归口单位中国市政工程华北设计研究院归口。

    本标准起草单位:天津大学、国家燃气用具质量监督检验中心、湖南迅达集团有限公司、宁波方太厨具有限公司、北京灵捷技术开发公司。

    本标准主要起草人:由世俊、张金环、金志刚、王启、伍斌强、茅忠群、李长印。

    本标准所代替标准的历次版本发布情况为:

    ——GB/T 12206—1990;

    ——GB/T 12207—1990。

1 范围  

   本标准规定了用“容克式水流式热量计”测定城镇燃气热值、用“本生-希林式气体相对密度计”测定气体相对密度的方法。

    本标准适用于高位热值低于62800kJ/m3的城镇燃气。

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。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

    GB/T 11062  天然气发热量、密度、相对密度

天然气流量计,燃气流量计,液化气流量计,煤气流量计,沼气流量计,甲烷流量计,乙烷流量计,丙烷流量计

和沃泊指数的计算方法(GB/T 11062:1998,neq ISO 6976:1995)

    下列术语和定义适用于本标准。

3.1

    高位热值 superior calorific value

    规定量的燃气在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应发生时,压力P1保持恒定,所有燃烧产物的温度降至与规定的反应物温度t1相同的温度,除燃烧中生成的水在温度t1下全部冷凝为液态外,其余所有燃烧产物均为气态。此时单位体积燃气释放出的热量即为该燃气的高位热值,以符号Hs表示,量纲为kJ/m3。

3.2

    低位热值  inferior calorific value

    规定量的燃气在空气中完全燃烧时所释放出的热量。在燃烧反应发生时,压力P1保持恒定,所有燃烧产物的温度降至与规定的反应物温度t。相同的温度,所有的燃烧产物均为气态。此时单位体积燃气释放出的热量即为该燃气的低位热值,以符号Hi表示,量纲为kJ/m3。

3.3

   燃烧参比条件 combustion reference condition

   规定的燃气燃烧时的温度t1与压力P1。本标准控制的实验室温度与大气压力,近似燃烧参比条件。

3.4

   计量参比条件 metering reference condition

   规定的燃气燃烧时,

天然气流量计,燃气流量计,液化气流量计,煤气流量计,沼气流量计,甲烷流量计,乙烷流量计,丙烷流量计

计量的温度t:和压力P:。本标准的计量参比条件为0℃,101.325 kPa,干。计量体积量纲为m3。

3.5

   燃气相对密度 specific gravity of a gas

   一定体积干燃气的质量与同温度同压力下等体积的干空气质量的比值。无量纲,以符号d表示。

3.6

   湿燃气相对密度 specific gravity of a wet gas

   一定体积的湿燃气的质量与同温度同压力下等体积的湿空气质量的比值。无量纲,以符号dw表示。dw受测定时温度与压力的影响,需要通过计算将其换算成相对密度d。

4 城镇燃气热值测定方法

4.1 测定方法原理

在“容克式水流式热量计”中,用流量不变的连续水流,吸收燃气完全燃烧释放出的热量,根据达到稳定状态时的各个参数,计量讲师参比条件下的燃气的热值。

4.2 实验室条件

实验室应满足下列条件。

4.2.1 按照图1及4.3的各项规定将测定装置配置好,保证正常工作。

4.2.2采取措施防止测定装置受日光或其他热源的直接照射或辐射。

4.2.3采取措施防止室内温度受到气流的影响。

4.2.4为了满足4.3的要求,应采用空调及缓慢扰动室内空气的措施,保证室温均匀。

4.2.5实验室应设置有效排除烟气的设施。

4.2.6实验室的温度应为20℃±5℃。

4.3测定装置

    测定装置由下列设备组成。

    ——热量计;

    ——空气加湿器;

    ——湿式燃气表。

    湿式燃气表的量程与最4,N度要求如下:

    流量    20 L/h~1000 L/h;

    最小刻度0.02 L。

    ——湿式燃气调压器

    用砝码调节出口燃气压力,调压范围为0.20 kPa~0.60 kPa。

    ——燃气加湿器;

    ——温度计。

    热量计进口与出口温度计采用双层玻璃管的精密水银温度计;

    温度范围O℃~50℃,最小刻度0.1℃;

    其他温度计,温度范围0℃~50 ℃,最小刻度0.2℃。

    ——电子称要求如下:

    标量8 kg,感量2 g以下;

    ——大气压力计要求如下:

    水银大气压力计:大气压力指示值,0.01 kPa;附带温度计,最小刻度不大于0.2℃。也可用精度不低于0.01 kPa的其他大气压力计。

    ——水温控制装置(水箱和水温调节器)

    水箱容量不宜小于0.3 m3;水流量为2 L/min~3 L/min;水温低于室温2℃±0.5℃。

    ——燃烧器的喷嘴

    燃烧器的喷嘴出口直径与高位热值、燃气流量的关系如下:

    高位热值/(kJ/m3)    燃气流量/(L/h)    喷嘴出口直径/(mm)

    62800                     65                      1.0

    54400                     75                      1.0#p#分页标题#e#

    46000                     90                      1.0

    37700                     110                     1.5

    29300                     140                     2.0

    21900                     200                     2.0

    16700                     250                     2.0

    12600                     330                     2.5

    8400                      500                     4.0

  ——水桶

 盛水容量8 kg。

  ——冷凝水量筒

 容量50 mL,最小刻度不大于0.5 mL。

  ——秒表

 最小刻度不大于0.1 S。

 各种测量仪表必须根据我国对计量仪表的要求定期标定,在使用时必须作相应的修正。

4.4  测定条件

4.4.1  控制燃气热量计的热流量为3800 kJ/h~4200 kJ/h。

4.4.2测定系统中各个仪表(如湿式燃气表等)内的水温与室温相差在±0.5℃范围内。

4.4.3 供给热量计的水温比室温低(2±0. 5)℃,并且每次测定时的温度变化保持在0.05 ℃以下。

4.4.4 调节进入热量计的水量,使热量计的进出口温差在10℃~12℃范围内。

4.4.5 调节进入热量计的空气的湿度在(80±5)%的范围内。

4.4.6 控制读10次热量计进出口温度时所用的燃气量如下:

    高位热值小于31400 ld/m3时,所用燃气量大于10 L,并且是燃气表的整圈数的燃气量。

    高位热值大于31400 kJ/m3时,所用燃气量大于5 L,并且是燃气表的整圈数的燃气量。

4.5 测定前准备

4.5.1热量计安装应垂直;温度计安装位置应正确;燃烧器喷嘴的出口直径应符合4.3要求。#p#分页标题#e#

4.5.2 应将温度与室温相同的水分别注入湿式调压器、湿式燃气表、燃气加湿器。

4.5.3 调整湿式燃气表的水位高度,用标准容量瓶求出体积校正系数^。

4.5.4 将燃烧器从热量计中取出并关闭一次空气门。打开燃气阀门,使燃气与空气自燃烧器排出,直至可以点燃燃烧器,并且出口呈现扩散火焰。

4.5.5 关闭燃烧器阀门,当燃气管内压力达到1.5倍工作压力时,将燃气入口阀门关闭。5 min后,目测燃气压力无压降,即为气密性合格。

4.5.6 点燃燃烧器,调节燃烧器的一次空气门,当火焰呈清晰的双层火焰时,将燃烧器装入热量计。

4.5.7 调节进入

天然气流量计,燃气流量计,液化气流量计,煤气流量计,沼气流量计,甲烷流量计,乙烷流量计,丙烷流量计

入口水的温度,使其达到4.4.3的要求。

4.5.8 调节热量计进水阀,使进出口水的温差及水流量达到4.4.4的要求。

4.5.9 缓慢调节热量计排烟口的开度,使排烟温度比室温低0℃~0.5℃。

4.5.10 将水桶的内表面沾湿,在测量水桶的质量后放在热量计水流出口的下面。

4.6 操作步骤

4.6.1 系统运行约10 min后,各种参数均应达到4.4的各项要求,并且热量计出口水温度变化范围应小于0.2℃。当冷凝水均匀滴下时,可开始测定。当燃气表的指针指到某整数时,将冷凝水量筒放在热量计冷凝水出口的下面,并记录燃气表读数。

4.6.2当燃气表指针指到某整数刻度的瞬时,迅速拨动热量计的水流切换阀,并确认水流向水桶的一侧。应在拨动切换阀的同时,读出热量计的进出口水温。温度值应估读到小数点后第二位。

4.6.3 根据4.4.6要求的燃气量,分10次读出热量计的进出口水的温度,并按照附录A表A填写热值测定表。

4.6.4 当燃气表累计读数达到4.4.6要求时,拨动切换阀,并确认水流向排水的一侧。

4.6.5 当水流出口无水滴下时,称量水桶内的水的质量,并记录。第一回测定结束。

4.6.6 按以上方法重复2回。共记录3回结果。

4.6.7 当燃气表指针经过某整数时,拿开凝结水量筒,并记录接冷凝水期间的燃气量。

4.6.8 记录热值测定表中其他数据

4.6.8.1记录湿式燃气表上的燃气温度计的读数,读至0.1℃。

4.6.8.2 记录室内空气温度(读至0.1℃)及大气压力(读至0.01 kPa)。

4.6.8.3 记录热量计上的烟气温度,读至0.1℃。

4.7 计算#p#分页标题#e#

4.7.1 换算系数

4.7.1.1 燃气体积修正系数

  式中:

    f1——计量参比条件下干燃气的体积换算系数;

    tg——燃气温度的数值,单位为摄氏度CC);

    Bo——换算到o℃时的大气压力的数值,单位为千帕(kPa);

    α——大气压力温度修正值的数值,单位为千帕(kPa);

    B——实验室内大气压力的数值,单位为千帕(kPa);

    P——燃气压力的数值,单位为千帕(kPa);

    S——在燃气温度t。条件下的水蒸气饱和蒸汽压的数值,单位为千帕(kPa);

    f——湿式燃气表的校正系数,根据标准计量瓶对燃气表读数的校正,标准值与测得值的比值。

4.7.1.2换算系数

    F=fl×f2

    式中:

    f2——燃气热量计的修正系数。可用已知热值的纯燃气(应使用由计量行政部门批准的有证标准纯物质),按本标准的方法求得的纯燃气的热值。测得热值与已知热值之比值即为,已知热值应根据GB/T 11062--1998要求,计算成真实气体的热值。^值应由计量管理单位

验证。

4.7.2 热值计算每一次测得的热值,可按下式计算:

式中:

    Hi——每一次测得的热值的数值,单位为千焦[耳]每立方米(1

    W——每一次测得的水量的数值,单位为克(g);

    V——每一次测得的燃气量的数值,单位为升(L);

    △t——每一次测得的热量计进出口水温度的平均温差。要求对每个温度计做本身误差校正及温度计露出校正的数值,单位为摄氏度(℃)。

4.7.3热值数据处理 同一个人连续进行测定3回,如果不能满足下式要求,测定值无效,需重新测试。

    式中:

    Hi——某回测定的热值的数值,单位为千焦[耳]每立方米(kJ/m3);

    Himax——测定热值中的最大值的数值,单位为千焦[耳]每立方米(kJ/m3);

    Himin——测定热值中的最小值的数值,单位为千焦[耳]每立方米(kJ/m3)。

4.7.4燃气高位热值计算

式中:

    Hs——燃气高位热值的数值,单位为千焦[耳]每立方米(kJ/m3);其他符号同前。

4.7.5燃气低位热值计算

   式中:

    Hi——燃气低位热值的数值,单位为千焦[耳]每立方米(kJ/m3);

    W′——燃烧V′(L)燃气生成的冷凝水量的数值,单位为毫升(mL);

    V′——与W′对应的燃气耗量的数值,单位为升(L);

    lQ——冷凝水的凝结潜热的数值,单位为2.5千焦[耳]每克(2.5 kJ/g);

    其他符号同前。

 

5 城镇燃气相对密度测定方法

5.1 测定方法原理

    在相同的温度与压力下,在等体积的不同种类的气体流过某固定直径的锐孔所需要的时间的平方与气体的密度成正比。

5.2 实验室条件

    实验室应满足下列条件。

5.2.1采取措施防止测定装置受日光或其他热源的直接照射或辐射。

5.2.2 采取措施防止室内温度受到气流的影响。

5.2.3  实验室应设置有效排除燃气的设施。

5.3 测定装置

    测定装置由下列设备组成。

    ——气相对密度计

    燃气相对密度计的结构参见图2,也可以采用其他具有同等或同等以上精度的气体相对密度计。使用的密度计需要根据注1的要求校验。#p#分页标题#e#

    注1:各种燃气

天然气流量计,燃气流量计,液化气流量计,煤气流量计,沼气流量计,甲烷流量计,乙烷流量计,丙烷流量计

相对密度计均应用纯度不低于99.99%的氮气按本标准进行校验。测出的数据与氮气的相对密度

    值0.967的相对误差不应超过±2%。

  ——温度计

 量程0℃~50℃;

 最小刻度0.2℃。

  ——秒表

 最小刻度0.1S。

  ——大气压力计的要求如下:

  水银大气压力计:大气压力指示值,0.01 kPa附带温度计,最小刻度不大于0.2℃。也可以用精度不低于0.01 kPa的其他大气压力计。

5.4.1 将密度计摆正调平,并装满温度与室温相同的水。测试时燃气与空气的温度应等于室温。

5.4.2 向密度计的内筒中,注入空气,使内筒中水位降至最低。维持5 min后,水位位置目测无变化,表示达到气密性要求。 

5.4.3 打开放气孔阀,放出湿空气后,再注入湿空气。直到确认密度计的内筒中充满纯的湿空气为止。

5.4.4 打开测试孔阀,使湿空气自测试孔流出,用秒表记录水位由下部刻线到上部刻线所需的时间,要求读到0.05s。

5.4.5 再次注入湿空气。按5.4.4重复两次。当3次记录值相对偏差△τ值超过1%时,应重测。相对偏差按下式计算:

  

式中:

   τ1、τ2、τ3、——分别为3次记录的时间的数值,单位为秒(s);

    

——平均时间的数值,单位为秒(s);

    τmax,τmin——分别为3次记录的时间中的最大值与最小值的数值,单位为秒(s)。

5.4.6向密度计的内筒中,注入湿燃气。打开三通阀放气孔阀,放出湿燃气后,再注入湿燃气。直到确认密度计内筒中充满湿燃气为止。

5.4.7 按5.4.4与5.4.5步骤求出湿燃气通过测试孔的平均时间。

5.5 计算

5.5.1 湿燃气相对密度计算

#p#分页标题#e# 

    式中:

    dw——湿燃气的相对密度;

 

   ——燃气通过锐孔的平均时间的数值,单位为秒(s);

   ——空气通过锐孔的平均时间的数值,单位为秒(s)。

5.5.2 干燃气相对密度计算

    当测定时燃气与空气都被水蒸气饱和时,干燃气的相对密度按下式计算:

    式中:

    d——干燃气真实气体的相对密度;

    dts——在温度t下水蒸气真实气体的相对密度(根据GB/T 11062计算);

    B——测定环境大气压力的数值,单位为帕[斯卡](Pa);

    PP——测定过程中气体的平均压力的数值,单位为帕[斯卡](Pa);

    h——密度计的水位差的数值,单位为毫米(mm);

    S——测定环境温度下,饱和水蒸气压的数值,单位为帕[斯卡](Pa);

    a——换算为干燃气相对密度的修正值。

5.6干燃气相对密度数据处理

    当2次平行的测定结果d1与d2的相对偏差△d不大于1%时,d1与d2的平均值  即为测定结果。相对偏差按下式计算: 

 

    式中:

    d1与d2——分别为第一次与第二次的测试值。

 

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点击次数:  更新时间:2015-04-10  【打印此页】  【关闭

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