JJF(新) 138-2024 天然气物性参数计量技术规范 ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
JJF（新）138—2024
天然气物性参数计量技术规范
Metrological Specification for the Physical parameters of Natural Gas
2024-12-31 发布2025-6-30 实施
新疆维吾尔自治区市场监督管理局发布
归口单位： 新疆维吾尔自治区市场监督管理局
主要起草单位： 新疆维吾尔自治区计量测试研究院
参加起草单位： 新疆洪通燃气股份有限公司
本规范委托新疆维吾尔自治区流量容量计量技术委员会负责
规范主要起草人：
艾克拜尔·麦麦提（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）
穆军（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）
陈文琳（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）
参加起草人：
侯克江（新疆洪通燃气股份有限公司）
赵克文（新疆火炬燃气股份有限公司）
武洪丽（新疆农业大学）
JJF（新）1382024
1
目录
引言........................................................................................................................... 2
1 范围........................................................................................................................... 1
2 引用文件................................................................................................................... 1
3 术语和计量单位....................................................................................................... 1
3.1 术语........................................................................................................................ 1
3.2 计量单位................................................................................................................ 3
4 计量特性................................................................................................................... 3
5 计量条件................................................................................................................... 4
5.1 环境条件................................................................................................................ 4
5.2 燃烧参比条件........................................................................................................ 4
5.3 计量参比条件........................................................................................................ 4
5.4 测量标准及其附属设备........................................................................................ 4
6 计量项目................................................................................................................... 5
7 计量方法................................................................................................................... 5
7.1 组分含量测量........................................................................................................ 5
7.2 发热量计算............................................................................................................ 5
7.3 压缩因子计算........................................................................................................ 6
7.4 声速的计算............................................................................................................ 7
7.5 密度的计算............................................................................................................ 7
8 计量结果的表达与报告........................................................................................... 8
附录A 天然气中常见组分的摩尔质量及物性参数..................................................9
附录B 测量结果的不确定度评定示例....................................................................10
附录C 检测报告参考格式........................................................................................17
JJF（新）1382024
2
引言
本规范根据新疆维吾尔自治区天然气物性参数计量的需要，结合本地区天然气物性参
数计量技术水平和行业现状制定。
JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1004
《流量计量名词术语及定义》和JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支持本
规范制定工作的基础性规范。
本规范不涉及与其应用有关的所有安全问题。
本规范为首次制定。
JJF（新）1382024
1
天然气物性参数计量技术规范
1 范围
本规范适用于天然气的物性参数计量。
2 引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范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；不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JJF 1993 天然气能量计量技术规范
GB/T 11062-2020 天然气热值、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法
GB/T 13610 天然气的组成分析气相色谱法
GB/T 20604-2006 天然气词汇
GB/T 30500 气体超声流量计使用中检验声速检验法
3 术语和计量单位
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 术语
3.1.1 天然气natural gas
以甲烷为主的复杂烃类混合物，通常也会有乙烷、丙烷和很少量更重的烃类，
以及若干不可燃气体，如氮气和二氧化碳。天然气中通常也有少量其他的微量组
分。
[来源：GB/T 20604-2006，2.1.1.1，有修改]
3.1.2 天然气质量natural gas quality
由天然气组成和物理性质所决定的天然气属性。
3.1.3 天然气物性参数natural gas physical parameters
JJF（新）1382024
2
衡量天然气性能的重要指标。一般包括组分、高/低位发热量、平均分子量、
沃泊指数、压缩因子、声速、以及密度、温度和压力等指标，主要衡量了天然气
的气质质量、经济价值、管道防腐能力、环保要求以及管道输送能力。
3.1.4 干基dry basis
含水蒸气摩尔分数不大于0.000 05 的天然气，在进行天然气发热量计算时，
水的含量设定为零。
[来源：JJF 1993，3.1.3]
3.1.5 有证书的标准物质certified reference material
具有足够均匀和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称
特性检查中的预期用途。附有证书的标准物质，每个认证量值均有规定置信水平
的不确定度说明。
[来源：JJF 1001，8.14，有修改]
3.1.6 燃烧参比条件combustion reference conditions
天然气燃烧时规定的温度t1、压力p1。
注：本规范使用的燃烧参比条件为20℃，101.325kPa。
3.1.7 计量参比条件metering reference conditions
在测定被燃烧掉天然气的体积时规定的温度t2 和压力p2。
注：本规范使用的计量参比条件为20℃，101.325 kPa。
3.1.8 天然气组分natural gas composition
通过天然气分析所测定的主要组分、少量组分、痕量组分和其他组分的组分
分数。
3.1.9 高位发热量superior calorific value
规定量的气体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。
注：本规范中的发热量，均指燃烧生成的水蒸气冷凝为液体的高位发热量。
3.1.10 压缩因子compression factor
在规定的压力和温度条件下，给定质量的气体的实际（真实）体积除以在相
同条件下按理想气体定律计算出的该气体的体积。
3.1.11 相对密度relative density
JJF（新）1382024
3
在相同的规定压力和温度条件下，气体的密度除以具有标准组成的干空气的
密度。
3.1.12 间接测量indirect measurement
不以从原理上定义此性质的量值，而以与此性质有已知关系的量值来测量该
性质。
[来源：GB/T 20604-2006，2.2.1.3]
3.2 计量单位
3.2.1 发热量
兆焦每立方米，符号MJ/m3；兆焦每千克，符号MJ/kg；兆焦每摩尔，符号
MJ/mol。
3.2.2 组分含量
摩尔每摩尔，符号mol/mol 或%。
3.2.3 总硫或硫化氢含量
摩尔每摩尔，符号mol/mol；毫克每立方米，符号mg/m3。
3.2.3 温度
摄氏度，符号℃；开尔文，符号K。
3.2.4 压力
千帕，符号kPa；兆帕，符号MPa。
4 计量特性
天然气物性参数的计量特性见表1。
表1 天然气物性参数计量特性
计量项目长输管道
城镇管道
一类二类
高位发热量/(MJ/m³) ≥ 34.0 34.0 31.4
二氧化碳摩尔分数/% ≤ 3.0 3.0 4.0
一氧化碳摩尔分数/% ≤ 0.1 —
氢气摩尔分数/% ≤ 3.0 —
JJF（新）1382024
4
氧气摩尔分数/% ≤ 0.1 —
总硫含量(以硫计)/(mg/m³) ≤ 20 20 100
硫化氢含量/(mg/m³) ≤ 6 6 20
5 计量条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度：（0～45）℃。
5.1.2 环境湿度：（10～85）%RH。
5.1.3 大气压：（86～106）kPa。
5.1.4 无明显的机械振动、无较强的电磁干扰。
5.1.5 环境条件应该保证通风良好。
5.2 燃烧参比条件
本规范采用的计量参比条件为：20 ℃，101.325kPa，干基。
5.3 计量参比条件
本规范采用的计量参比条件为：20 ℃，101.325kPa，干基。
5.4 测量标准及其附属设备
测量标准器及配套设备应有有效的检定/校准证书，其技术要求见表2。
表2 测量标准及其附属设备技术要求
序号设备名称测量范围技术要求用途
1
气相色谱仪及其配套用于
测定组分的检测器
各对应组分（0～100）%
（mol/mol）
可测量C1~C9、CO2，
N2、O2、H2、He、CO；
定性重复性：≤1%
定量重复性：≤3%
测量组分含量
2 气体标准物质/ 附有证书的二级标准物质
3 硫化氢气体检测仪（0~300）ppm
最大允许误差为±10%
重复性：≤1.5% 测量总硫和
硫化氢含量
4 总硫测定仪（0~300）ppm 最大允许误差为±0.5%
5 温度测量仪表（-20~60）℃ 最大允许误差为±0.2℃ 测量环境温度
JJF（新）1382024
5
6 湿度测量仪表（5~95）%RH 最大允许误差为±5%RH 测量环境湿度
7 大气压计（80~106）kPa 最大允许误差为±40 Pa 测量大气压力
备注：在线气相色谱仪计量性能应符合JJG 1055 要求，离线色谱仪计量性能应符合JJG
700 要求。标准物质，色谱仪周期检定/校准以及日常计量时应使用有证标准物质，且标准物
质应在其证书规定的有效期内。
6 计量项目
计量项目及对应的计量方法条款见表3。
表3 天然气物性参数计量项目
序号计量项目计量方法
1 组分含量测量7.1
2 发热量测量（计算） 7.2
3 压缩因子测量（计算） 7.3
4 声速测量（计算） 7.4
5 密度测量（计算） 7.5
注：可根据实际应用需要，选择需要计量的项目。
7 计量方法
7.1 组分含量测量
依据GB/T 13610，使用气相色谱仪测量天然气样品的组分。气相色谱仪一
般由载气、色谱柱、测定相应组分的检测器和记录仪等组成。将天然气样品和已
知组成的标准物质混合，在同样的操作条件下，利用色谱柱先将混合气体分离，
然后依次导入检测器，根据各组分在其中有不同的保留时间，以得到各组分的检
测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出具体组分，根据峰
高度或峰面积计算出各组分含量。每个组分重复测量3 次，以3 次算数平均值作
为测量结果。
7.2 发热量计算
JJF（新）1382024
6
本规范中高位发热量采用间接测定法获得。间接测定法是指通过测量天然气
各组分含量，乘以所对应纯气体的发热量，将各项加和，同时考虑天然气的可压
缩性，计算得到天然气发热量。根据天然气组分含量的测定结果，依据GB/T 11062
可计算得到计量参比条件下天然气的体积发热量。通过色谱仪测定得到被测天然
气样品的各组分含量，按照公式（1）计算天然气真实气体体积发热量：
(��)�(�1; �2; �2) = (��)�
0 (�1)
� (1)
式中：
(��)�(�1; �2; �2) -以体积为基准的真实气体的高位发热量，MJ/m3；
(��)�
0 (�1) -天然气混合物的理想气体总摩尔发热量，MJ/mol，按照公式（2）
计算；
� -混合气体的真实气体摩尔体积m3/mol，按照公式（3）计算；
�1 -燃烧参比温度，℃；
�2 -计量参比温度，℃；
�2 -计量参比压力，Pa。
(��)�
0 (�1) = �=1
� ��·[(��)�
天然气物性参数计量技术规范
Metrological Specification for the Physical parameters of Natural Gas
2024-12-31 发布2025-6-30 实施
新疆维吾尔自治区市场监督管理局发布
归口单位： 新疆维吾尔自治区市场监督管理局
主要起草单位： 新疆维吾尔自治区计量测试研究院
参加起草单位： 新疆洪通燃气股份有限公司
本规范委托新疆维吾尔自治区流量容量计量技术委员会负责
规范主要起草人：
艾克拜尔·麦麦提（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）
穆军（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）
陈文琳（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）
参加起草人：
侯克江（新疆洪通燃气股份有限公司）
赵克文（新疆火炬燃气股份有限公司）
武洪丽（新疆农业大学）
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1
目录
引言........................................................................................................................... 2
1 范围........................................................................................................................... 1
2 引用文件................................................................................................................... 1
3 术语和计量单位....................................................................................................... 1
3.1 术语........................................................................................................................ 1
3.2 计量单位................................................................................................................ 3
4 计量特性................................................................................................................... 3
5 计量条件................................................................................................................... 4
5.1 环境条件................................................................................................................ 4
5.2 燃烧参比条件........................................................................................................ 4
5.3 计量参比条件........................................................................................................ 4
5.4 测量标准及其附属设备........................................................................................ 4
6 计量项目................................................................................................................... 5
7 计量方法................................................................................................................... 5
7.1 组分含量测量........................................................................................................ 5
7.2 发热量计算............................................................................................................ 5
7.3 压缩因子计算........................................................................................................ 6
7.4 声速的计算............................................................................................................ 7
7.5 密度的计算............................................................................................................ 7
8 计量结果的表达与报告........................................................................................... 8
附录A 天然气中常见组分的摩尔质量及物性参数..................................................9
附录B 测量结果的不确定度评定示例....................................................................10
附录C 检测报告参考格式........................................................................................17
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2
引言
本规范根据新疆维吾尔自治区天然气物性参数计量的需要，结合本地区天然气物性参
数计量技术水平和行业现状制定。
JJF 1071《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、JJF 1004
《流量计量名词术语及定义》和JJF 1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支持本
规范制定工作的基础性规范。
本规范不涉及与其应用有关的所有安全问题。
本规范为首次制定。
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1
天然气物性参数计量技术规范
1 范围
本规范适用于天然气的物性参数计量。
2 引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范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；不注日期的引用文
件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
JJF 1993 天然气能量计量技术规范
GB/T 11062-2020 天然气热值、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法
GB/T 13610 天然气的组成分析气相色谱法
GB/T 20604-2006 天然气词汇
GB/T 30500 气体超声流量计使用中检验声速检验法
3 术语和计量单位
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 术语
3.1.1 天然气natural gas
以甲烷为主的复杂烃类混合物，通常也会有乙烷、丙烷和很少量更重的烃类，
以及若干不可燃气体，如氮气和二氧化碳。天然气中通常也有少量其他的微量组
分。
[来源：GB/T 20604-2006，2.1.1.1，有修改]
3.1.2 天然气质量natural gas quality
由天然气组成和物理性质所决定的天然气属性。
3.1.3 天然气物性参数natural gas physical parameters
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2
衡量天然气性能的重要指标。一般包括组分、高/低位发热量、平均分子量、
沃泊指数、压缩因子、声速、以及密度、温度和压力等指标，主要衡量了天然气
的气质质量、经济价值、管道防腐能力、环保要求以及管道输送能力。
3.1.4 干基dry basis
含水蒸气摩尔分数不大于0.000 05 的天然气，在进行天然气发热量计算时，
水的含量设定为零。
[来源：JJF 1993，3.1.3]
3.1.5 有证书的标准物质certified reference material
具有足够均匀和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称
特性检查中的预期用途。附有证书的标准物质，每个认证量值均有规定置信水平
的不确定度说明。
[来源：JJF 1001，8.14，有修改]
3.1.6 燃烧参比条件combustion reference conditions
天然气燃烧时规定的温度t1、压力p1。
注：本规范使用的燃烧参比条件为20℃，101.325kPa。
3.1.7 计量参比条件metering reference conditions
在测定被燃烧掉天然气的体积时规定的温度t2 和压力p2。
注：本规范使用的计量参比条件为20℃，101.325 kPa。
3.1.8 天然气组分natural gas composition
通过天然气分析所测定的主要组分、少量组分、痕量组分和其他组分的组分
分数。
3.1.9 高位发热量superior calorific value
规定量的气体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。
注：本规范中的发热量，均指燃烧生成的水蒸气冷凝为液体的高位发热量。
3.1.10 压缩因子compression factor
在规定的压力和温度条件下，给定质量的气体的实际（真实）体积除以在相
同条件下按理想气体定律计算出的该气体的体积。
3.1.11 相对密度relative density
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3
在相同的规定压力和温度条件下，气体的密度除以具有标准组成的干空气的
密度。
3.1.12 间接测量indirect measurement
不以从原理上定义此性质的量值，而以与此性质有已知关系的量值来测量该
性质。
[来源：GB/T 20604-2006，2.2.1.3]
3.2 计量单位
3.2.1 发热量
兆焦每立方米，符号MJ/m3；兆焦每千克，符号MJ/kg；兆焦每摩尔，符号
MJ/mol。
3.2.2 组分含量
摩尔每摩尔，符号mol/mol 或%。
3.2.3 总硫或硫化氢含量
摩尔每摩尔，符号mol/mol；毫克每立方米，符号mg/m3。
3.2.3 温度
摄氏度，符号℃；开尔文，符号K。
3.2.4 压力
千帕，符号kPa；兆帕，符号MPa。
4 计量特性
天然气物性参数的计量特性见表1。
表1 天然气物性参数计量特性
计量项目长输管道
城镇管道
一类二类
高位发热量/(MJ/m³) ≥ 34.0 34.0 31.4
二氧化碳摩尔分数/% ≤ 3.0 3.0 4.0
一氧化碳摩尔分数/% ≤ 0.1 —
氢气摩尔分数/% ≤ 3.0 —
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4
氧气摩尔分数/% ≤ 0.1 —
总硫含量(以硫计)/(mg/m³) ≤ 20 20 100
硫化氢含量/(mg/m³) ≤ 6 6 20
5 计量条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度：（0～45）℃。
5.1.2 环境湿度：（10～85）%RH。
5.1.3 大气压：（86～106）kPa。
5.1.4 无明显的机械振动、无较强的电磁干扰。
5.1.5 环境条件应该保证通风良好。
5.2 燃烧参比条件
本规范采用的计量参比条件为：20 ℃，101.325kPa，干基。
5.3 计量参比条件
本规范采用的计量参比条件为：20 ℃，101.325kPa，干基。
5.4 测量标准及其附属设备
测量标准器及配套设备应有有效的检定/校准证书，其技术要求见表2。
表2 测量标准及其附属设备技术要求
序号设备名称测量范围技术要求用途
1
气相色谱仪及其配套用于
测定组分的检测器
各对应组分（0～100）%
（mol/mol）
可测量C1~C9、CO2，
N2、O2、H2、He、CO；
定性重复性：≤1%
定量重复性：≤3%
测量组分含量
2 气体标准物质/ 附有证书的二级标准物质
3 硫化氢气体检测仪（0~300）ppm
最大允许误差为±10%
重复性：≤1.5% 测量总硫和
硫化氢含量
4 总硫测定仪（0~300）ppm 最大允许误差为±0.5%
5 温度测量仪表（-20~60）℃ 最大允许误差为±0.2℃ 测量环境温度
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5
6 湿度测量仪表（5~95）%RH 最大允许误差为±5%RH 测量环境湿度
7 大气压计（80~106）kPa 最大允许误差为±40 Pa 测量大气压力
备注：在线气相色谱仪计量性能应符合JJG 1055 要求，离线色谱仪计量性能应符合JJG
700 要求。标准物质，色谱仪周期检定/校准以及日常计量时应使用有证标准物质，且标准物
质应在其证书规定的有效期内。
6 计量项目
计量项目及对应的计量方法条款见表3。
表3 天然气物性参数计量项目
序号计量项目计量方法
1 组分含量测量7.1
2 发热量测量（计算） 7.2
3 压缩因子测量（计算） 7.3
4 声速测量（计算） 7.4
5 密度测量（计算） 7.5
注：可根据实际应用需要，选择需要计量的项目。
7 计量方法
7.1 组分含量测量
依据GB/T 13610，使用气相色谱仪测量天然气样品的组分。气相色谱仪一
般由载气、色谱柱、测定相应组分的检测器和记录仪等组成。将天然气样品和已
知组成的标准物质混合，在同样的操作条件下，利用色谱柱先将混合气体分离，
然后依次导入检测器，根据各组分在其中有不同的保留时间，以得到各组分的检
测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出具体组分，根据峰
高度或峰面积计算出各组分含量。每个组分重复测量3 次，以3 次算数平均值作
为测量结果。
7.2 发热量计算
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6
本规范中高位发热量采用间接测定法获得。间接测定法是指通过测量天然气
各组分含量，乘以所对应纯气体的发热量，将各项加和，同时考虑天然气的可压
缩性，计算得到天然气发热量。根据天然气组分含量的测定结果，依据GB/T 11062
可计算得到计量参比条件下天然气的体积发热量。通过色谱仪测定得到被测天然
气样品的各组分含量，按照公式（1）计算天然气真实气体体积发热量：
(��)�(�1; �2; �2) = (��)�
0 (�1)
� (1)
式中：
(��)�(�1; �2; �2) -以体积为基准的真实气体的高位发热量，MJ/m3；
(��)�
0 (�1) -天然气混合物的理想气体总摩尔发热量，MJ/mol，按照公式（2）
计算；
� -混合气体的真实气体摩尔体积m3/mol，按照公式（3）计算；
�1 -燃烧参比温度，℃；
�2 -计量参比温度，℃；
�2 -计量参比压力，Pa。
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