天然气高位发热量

 　　高位发热量与低位发热量的区别在于燃料燃烧产物中的水呈液态还是气态，水呈液态是高位热值，水呈气态是低位热值。低位热值等于从高位热值中扣除水蒸汽的凝结热。

　　燃料大都用于燃烧，各种炉窑的排烟温度均超过水蒸汽的凝结温度，不可能使水蒸气的凝结热释放出来，所以在能源利用中一般都以燃料的应用的低位发热量作为计算基础。

　　各国的选择不同，日本、北美各国均习惯用高位热值，而我国、前苏联、德国和经济合作与发展组织是按低位热值换算的，有的国家两种热值都采用。煤和石油的高低位热值相差约5%，天然气和煤气为10%左右。

　　天然气高位发热量和低位发热量计算说明气体j 高位发热量HSjkJ/mol 摩尔分数Xj摩尔分数×发热量HSj ×XjkJ/mol体积发热量HS MJ/m3体积分数Vj压缩因子Cj体积分数/压缩因子Vj /CjCH4891.09 0.9512 847.58 37.50 95.149 0.9981 95.330127 C2H61561.41 0.0219 34.16 2.175 0.992 2.1925403 C3H82220.13 0.0050 11.13 0.494 0.9834 0.5023388 NC4H102878.57 0.0010 2.79 0.094 0.9682 0.0970874 IC4H10 28**.38 0.0008 2.36 0.08 0.971 0.0823893 NC5H103537.17 0.0002 0.86 0.023 0.945 0.0243386 IC5H10 3530.24 0.0003 1.03 0.028 0.953 0.0293809 C6+4196.58 0.0005 2.23 0.049 0.919 0.0533188 N20 0.0124 0.00 1.246 0.9997 1.2463739 CO20 0.0066 0.00 0.662 0.9944 0.6657281 1 902.14 100 100.22362 气体j 低位发热量HIjkJ/mol 摩尔分数Xj摩尔分数×发热量HIj ×XjkJ/mol体积发热量HI MJ/m3体积分数Vj压缩因子Cj体积分数/压缩因子Vj /CjCH4802.65 0.9511 763.44 33.82 95.149 0.9981 95.330127 C2H61428.74 0.0219 31.27 2.175 0.992 2.1925403 C3H82043.23 0.0050 10.25 0.494 0.9834 0.5023388 NC4H102657.45 0.0010 2.58 0.094 0.9682 0.0970874 IC4H10 2648.26 0.0008 2.18 0.08 0.971 0.0823893 NC5H103271.83 0.0002 0.80 0.023 0.945 0.0243386 IC5H10 3264.89 0.0003 0.96 0.028 0.953 0.0293809 C6+3887.01 0.0005 2.08 0.049 0.919 0.0533188 N20 0.0124 0.00 1.246 0.9997 1.2463739 CO20 0.0066 0.00 0.662 0.9944 0.6657281 1 813.57 100 100.22362 1、计算混合物中第j种组分的“体积分数/压缩因子(Vj /Cj)”，“压缩因子”的物理意义为实际气体体积分数与理想气体体积分数的差别，“体积分数/压缩因子(Vj /Cj)”就相当于把实际气体体积分数折算成理想气体体积分数。2、计算混合物中第j种组分的“摩尔分数Xj”。101jjjjjjVCXVC3、计算1 mol混合物中第j种组分的高位发热量。HSj ×Xj4、计算1 mol混合物的高位发热量。101()jjjHSX5、计算在P压力、T温度下的高位体积发热量，计算公式：101()8.31451jjjPHSHSXTMJ/m3式中：8.31451为天然气混合物的气体常数R。6、计算在P压力、T温度下的低位体积发热量，与高位体积发热量相似，从步骤1到步骤5，只不过把步骤3、4、5中的高位发热量换成低位发热量。性能计算中用到的是天然气的低位发热量，燃烧室的能量平衡关系公式为：

　　(3.9) 式中：

　　—燃烧室的空气摩尔流量

　　—压气机出口空气焓

　　—燃烧室的燃料摩尔流量

　　—燃料的低位发热量

　　—燃烧室的燃烧效率

　　—燃气透平进口燃气焓上式中燃料的低位发热量Ql单位为MJ/kMol，所以3122.4/36.37/22.4/814.688/QHILMolMJmLMolMJkMol，其中22.4L/Mol为天然气在标准状态下的摩尔体积。由于Q1单位为MJ/kMol，所以在计算天然气的低位发热量时，统一使用标准状态下的压力P和温度T计算HI，其目的是能够使用标准状态下天然气的摩尔体积22.4L/Mol。