JJF(冀) 3036-2024 天然氣質(zhì)量參數(shù)計(jì)量技術(shù)規(guī)范　

中華人民共和國(guó)地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF(冀)3036—2024 JJF（冀）3036—I II 1 1 1 1 2 3 3 3 3 3 4 5 5 5 6 7 7 8附錄A天然氣中常見組分的摩爾質(zhì)量及物性參數(shù) 9附錄B天然氣高位發(fā)熱量計(jì)算及不確定度評(píng)定示例 10附錄C天然氣總硫含量（以硫計(jì)）測(cè)量不確定度評(píng)定示例 18附錄D硫化氫含量測(cè)量不確定度評(píng)定示例 附錄E水露點(diǎn)測(cè)量不確定度評(píng)定示例 24附錄F檢測(cè)報(bào)告參考格式 26本規(guī)范根據(jù)我國(guó)天然氣質(zhì)量參數(shù)計(jì)量的需要支撐本規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性規(guī)范。為了規(guī)范天然氣質(zhì)量參數(shù)計(jì)量工作，參照GB17820測(cè)量結(jié)果的不確定度等計(jì)量結(jié)果的表達(dá)未作規(guī)定。為統(tǒng)一京津冀本規(guī)范適用于管道天然氣的質(zhì)量參數(shù)計(jì)量，涉GB/T11062-2020天然氣發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和沃經(jīng)過(guò)處理的、通過(guò)管道輸送的天然氣，包括在規(guī)定的壓力和溫度條件下,給定質(zhì)量的氣體的真實(shí)23.1.5燃燒參比條件combustionrefere3.1.6計(jì)量參比條件meteringrefe3.1.7高位發(fā)熱量calorificvalue，H單位量的氣體在空氣中完全燃燒時(shí)所釋放出的熱量，31234℃————5.1.3大氣壓力86～106）kPa；412/34/不確定度：U≤2%，k=2567MPE：±2.5hPa+++++++++—57計(jì)量方法7.1組分含量依據(jù)GB/T13610,使用氣相色譜儀測(cè)量天然氣樣品的組分。氣相色譜儀一般由載氣、色譜柱、測(cè)定相應(yīng)組分的檢測(cè)器和記錄儀等組成，如圖1所示。將天然氣樣品和已知組成的標(biāo)準(zhǔn)混合氣，在同樣的操作條件下，利用色譜柱先將混合氣體分離，然后依次導(dǎo)入檢測(cè)器，以得到各組分的檢測(cè)信號(hào)。按照導(dǎo)入檢測(cè)器的先后次序，經(jīng)過(guò)對(duì)比，可以區(qū)別出具體組分，根據(jù)峰高度或峰面積計(jì)算出各組分含量。每個(gè)組分重復(fù)計(jì)量2次，以2次算數(shù)平均值作為計(jì)量結(jié)果。載氣記錄儀檢測(cè)器7.2高位發(fā)熱量本規(guī)范中高位發(fā)熱量采用間接測(cè)定法獲得。間接測(cè)定法是指通過(guò)測(cè)量天然氣各組分含量，乘以所對(duì)應(yīng)純氣體的高位發(fā)熱量，將各項(xiàng)加和，同時(shí)考慮天然氣的可壓縮性，計(jì)算得到高位發(fā)熱量。根據(jù)天然氣組分含量的測(cè)定結(jié)果，依據(jù)GB/T11062可計(jì)算得到計(jì)量參比條件下天然氣的體積發(fā)熱量。通過(guò)色譜儀測(cè)定得到被測(cè)天然氣樣品的各組分含量，根據(jù)公式(1)計(jì)算天然氣真實(shí)氣體體積發(fā)熱量：(H)?(t;t?;P?)——以體積為基準(zhǔn)的真實(shí)氣體的高位發(fā)熱量，MJ/m3;(He)°(t)——天然氣混合物的理想氣體總摩爾發(fā)熱量，MJ/mol,按照公式(2)計(jì)算；6(Hc)(t1)xjg[(Hc)]j(t1)(2)j1xj——天然氣混合物中組分j的摩爾分?jǐn)?shù)；[(Hc)]j(t1)——j組分的總的理想摩爾發(fā)熱量，MJ/m3。VZ(t2,p2)gRgT2/p2(3)Z(t2,p2)——計(jì)量參比條件下的壓縮因子，參照公式（4）計(jì)算。R——摩爾氣體常數(shù)，取自CODATA(國(guó)際科技數(shù)據(jù)委員會(huì))的推薦，取值為Z(t2,p2)1[1xjgsj(t2,p0)]2(4)p0——參比基準(zhǔn)壓力，這里取值101.325kPa；sj(t2,p0)——求和因子，參見GB/T11062-2020表2所示。計(jì)量參比條件下，天然氣中常見組分的摩爾質(zhì)量7mixi（5）mi——第i種硫化物質(zhì)量，mg；Mi——第i種硫化物摩爾質(zhì)量，g/mol；），miai1V），過(guò)色譜柱進(jìn)行物理分離，分離后進(jìn)入測(cè)定硫化氫的測(cè)定，并通過(guò)與有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較而定量。有8依據(jù)SY/T6899-2022,如圖2所示，氣樣以穩(wěn)定的流量通過(guò)測(cè)定室中的多孔性氧化鋁吸濕層時(shí)，吸濕層吸收水分子后，基于值發(fā)生變化，在一定范圍內(nèi)，電容值的變化與水含量其電容值即可獲得氣樣中的水含量，再通過(guò)露點(diǎn)儀為大氣壓下的水露點(diǎn)。每次重復(fù)測(cè)量2次，以2次算數(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。隔離閥過(guò)濾器流量控制閥待測(cè)氣體8計(jì)量結(jié)果的表達(dá)與報(bào)告9表A.1計(jì)量參比條件(20℃、101.3Mi 0Hjsi1234n-C4H1056n-C5H1278Neo-C5H129C6H14水算和評(píng)定。高位發(fā)熱量的不確定度主要來(lái)源包本計(jì)算示例依據(jù)一個(gè)長(zhǎng)輸管道天然氣樣品的檢測(cè)數(shù)據(jù)。檢測(cè)環(huán)境溫度：22℃;相對(duì)濕度：65%；大氣確定度的信息，天然氣各組分求和因子sj(t2,p2)見表B.1。xisi—p2=101.325kPa，p0=101.325kPa由公式（4）求得壓縮因子為Z=0.998029511。氣體常數(shù)R8.3144621Jgmol1gK1，T2=293.15K由公式（3）求得摩爾體積xi((Hc))ixi((Hc))i00—天然氣高位發(fā)熱量不確定度主要來(lái)源包括:色不確定度、色譜儀檢測(cè)給出天然氣各組分后計(jì)算發(fā)熱量時(shí)的不確中有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為氣相色譜儀判斷樣氣含量的參考標(biāo)準(zhǔn)，組分含量檢測(cè)結(jié)果的總體不確定度，另外氣相色譜儀的重復(fù)性也VciagVbici——色譜儀檢測(cè)樣氣中第i種組分的含量，%；bi——色譜儀檢測(cè)有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)由證書給出的第i種組分含量，%。其中比例系數(shù)a的數(shù)據(jù)跟氣相色譜儀的定量重復(fù)性直接相關(guān)，因此用氣相色譜儀檢 ur,c(Vi)ur,b(Vi)2usiur,c(Vi)——色譜儀檢測(cè)樣氣種第i種組分含量的不確定度，%；ur,si——色譜儀重復(fù)性引入的第i種氣體組分含量的不確定度，%；B.3.1氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各組分含量的不色譜儀在檢測(cè)天然氣樣氣時(shí)用到的有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書編號(hào)NIM-RM9240，瓶號(hào) 1111222211112x1100%xjj2評(píng)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(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(xj)分量合j2u2(x1)u2(xj)2j2u2(xj)——天然氣中除甲烷外第j組分含量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，%。基于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中甲烷含量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度及甲烷含量可計(jì)度，即ur,2(x1)=0.019%。由此得到各組分對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)見表B.4：u(xi) 11112121212111112B.3.2測(cè)量重復(fù)性引入的不同組分含量不天然氣中除甲烷外少量組分含量測(cè)量結(jié)果的xj——天然氣中除甲烷外第j組分含量，j=2~11，%。B.3.3檢測(cè)樣氣氣體各組分含量的不分不確定度ur,si（%）111(Hc)Z2(R)(Hc)Z2(R)s(1Z)s(1Z)pp2將上述數(shù)據(jù)代入計(jì)算后得到s0.04439。根據(jù)GB/T11062附錄A得到=9.0204(Hc)GZ[(Hc)]j2sjgs(Hc)GZu(xi)gu(xi)總計(jì)—————注：假設(shè)的相關(guān)矩陣r(xi,xj)與GB/T11062一致。xi2xiu((Hc))iu2((Hc))i2([(Hc)]i)8———注：u((Hc))i見GB/T11062表3。xiu(si)8——注：u(si)見GB/T11062表2。又()2=0.00008136810-8=[298.3304731+4.213u((Hv)G)=[3.0272710-636.924]1/2=0.06424MJ/m3即ur,b((Hv)G)=(0.06424MJ/m3)/(36.924MJ/m3)×100%=0.174%綜上計(jì)算，本次檢測(cè)樣氣的高位發(fā)熱量(Hv)G=36.92MJ/m3，Ur((Hv)G)0.35%，天然氣總硫含量不確定度主要來(lái)源包括：有證計(jì)算總硫時(shí)引入的不確定度和色譜儀測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度，計(jì)ur(a) ur,c(a)——檢測(cè)計(jì)算總硫時(shí)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，%； ur,b(a)ur(a1)2urur(a2)——有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中羰基硫的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，%；121212確定度來(lái)源有：色譜儀配套壓力和溫度傳感器準(zhǔn)確性引入的不確入的不確定度、摩爾氣體常數(shù)引入的不確定度和測(cè)量重復(fù)性引入色譜儀配套壓力和溫度傳感器的準(zhǔn)確度引入的不確定度、相對(duì)分和摩爾氣體常數(shù)引入的不確定度相對(duì)較小可以忽略。因此不確定(a)（C.3）amin——檢測(cè)計(jì)算總硫得到的最小值，mg/m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算得到總硫含量a=2.125×10-6mg/m3，根據(jù)公式（C.3）得uc(a)=0.0238×10-6mg/m3，又依據(jù)公式（C.4）可得，ur,c(a)=1.119%。ur,c(a)uc(a)100%（C.4）a將以上數(shù)據(jù)代入公式（C.1）,得ur(a)=1.4%1.4%21.119%21.732%2《天然氣質(zhì)量參數(shù)計(jì)量技術(shù)規(guī)范》和GB/T11060.10提供的方法進(jìn)行測(cè)量。所有待測(cè)組分通過(guò)色譜柱進(jìn)行物理分離，分離后進(jìn)入檢測(cè)器對(duì)硫體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或參比氣體比較而定量。有證氣體標(biāo)準(zhǔn)本計(jì)算示例依據(jù)一個(gè)長(zhǎng)輸管道天然氣樣品的檢測(cè)數(shù)據(jù)。硫化氫含量不確定度（ur(s)）主要來(lái)源包括:色譜儀檢測(cè)配套用有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度、檢測(cè)計(jì)算的不確定度和ur(s) 有證氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)誤差引入的不確定度ur,b(s)的評(píng)定采用B類方法進(jìn)行評(píng)定；檢測(cè)樣D.2.2硫化氫重復(fù)性檢測(cè)計(jì)算及對(duì)應(yīng)的相對(duì)12檢測(cè)硫化氫引入的不確定度依據(jù)公式（D.3）:uc(s)（D.3）smax——檢測(cè)硫化氫得到的最大值，mg/m3；smin——檢測(cè)硫化氫得到的最小值，mg/m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，依據(jù)公式（D.3）得到uc(s（D.4）可得，ur,c(s)=1.346%。surur(s)0.75%21.346%21.732%22.318%測(cè)量水露點(diǎn)是在儀器的內(nèi)部小環(huán)境中進(jìn)行，外界影響可以忽略，只與樣品的均勻性、測(cè)量?jī)x器本身的不確定度有關(guān)，因此，水露點(diǎn)測(cè) )2（E.1）ub(Td)——水露點(diǎn)檢測(cè)儀器本身誤差引入的不確定度，℃,基于校準(zhǔn)證書數(shù)據(jù)；s12水露點(diǎn)(℃)由上表數(shù)據(jù)可得檢測(cè)結(jié)果Td=-38.4℃,重復(fù)性引入的不確定度如公式（E.3）所示：(T)（E.3）將以上數(shù)據(jù)代入公式（E.1可