一、發熱量的定義與分類

• 高位發熱量（HHV）：燃燒產物冷卻至初始溫度，水蒸氣凝結釋放潛熱。
• 低位發熱量（LHV）：燃燒產物中水蒸氣未凝結時的熱量，實際工業中常以此為依據。

二、天然氣發熱量的核心檢測項目

1. 成分分析：決定發熱量的核心因素

• 主要烴類：甲烷（CH?，占比85%~99%）、乙烷（C?H?）、丙烷（C?H?）、丁烷（C?H??）等。
• 非烴組分：氫氣（H?）、一氧化碳（CO）、氦氣（He）等。
• 檢測方法：氣相色譜法（GC）為主，依據GB/T 13610、ISO 6974標準，通過色譜柱分離、檢測器定量各組分濃度。

2. 雜質含量檢測：影響熱值與安全的關鍵指標

• 硫化氫（H?S）：具有腐蝕性且燃燒生成SO?，需嚴格控制。檢測采用紫外熒光法或醋酸鉛反應法（GB/T 11060.1）。
• 總硫（TS）：包括有機硫和無機硫，高溫燃燒后通過微庫侖法或紫外法測定（GB/T 11061）。
• 二氧化碳（CO?）：惰性氣體稀釋可燃組分，降低熱值。常用紅外吸收法或氣相色譜法檢測（GB/T 13610）。
• 水露點與含水量：水分影響管道輸送和燃燒穩定性，通過冷鏡法或電解法測定（GB/T 17283）。

3. 物性參數檢測：間接推算發熱量的依據

• 密度與相對密度：基于氣體組成和密度計測量（GB/T 11062），結合壓縮因子計算發熱量。
• 壓縮因子（Z值）：修正實際氣體與理想氣體偏差，通過AGA8方程或實驗測定。
• 沃泊指數（Wobbe Index）：表征燃燒穩定性，計算公式為高位發熱量/√相對密度。

4. 直接發熱量測定法

• 燃燒法：使用水流式或氣流式熱量計直接測量燃燒釋放的熱量（ASTM D1826）。精度高但設備復雜，多用于實驗室校準。

三、檢測標準與數據處理

• 國際標準：ISO 6976（基于成分計算發熱量）、ASTM D3588。
• 國內標準：GB/T 11062《天然氣發熱量計算》、GB/T 13610《天然氣組成分析》。
• 數據處理：通過各組分摩爾分數乘以其單位發熱量求和，公式為： ?=∑(??⋅??)Q=∑(xi?⋅Qi?) 其中??xi?為組分i的摩爾分數，??Qi?為組分i的單位發熱量。

四、檢測技術的實際應用意義

1. 貿易結算：按熱值計價需確保檢測公正性，如管道天然氣交易普遍采用色譜法在線監測。
2. 工藝優化：發電、化工企業通過熱值調整燃料配比，提升燃燒效率。
3. 環保合規：控制硫含量和CO?排放，滿足GB 17820《天然氣》質量標準。

五、技術挑戰與發展趨勢

• 在線檢測技術：激光光譜、質譜聯用技術提升實時監測能力。
• 標準物質研發：高純度甲烷、乙烷標準氣體確保檢測溯源性。
• 智能化算法：結合AI模型優化組分分析與熱值預測精度。