摘要：本文通過對壓縮因子的介紹，淺要分析了其在燃氣計算中的影響。
關鍵詞：臨界溫度；臨界壓力；勢能；動能；壓縮因子；燃氣計量 1 前言
隨著燃氣業的不斷發展，工商業燃氣用戶也越來越多，特別是將來天然氣在廣東珠三角的推廣將使珠三角燃氣行業得到更迅猛的發展。由于燃氣公司與供應商，燃氣公司與用戶之間，都是存在經濟的利益關系，因而在燃氣計量上必然存在著或多或少的矛盾。特別是大型工業用戶與燃氣公司的計量問題的更容易發生矛盾。為了減少此類矛盾的激化，燃氣公司在自身利益不受損害的情況下，都將會盡量減少計量上的誤差，使兩者的矛盾得到緩和。因而燃氣公司在計量上就應了解許多注意事項，其中壓縮因子就是眾多影響計量準確度的潛在因素之一。
2 壓縮因子的產生及在計量上的影響
2．1提出問題
假如有這么一道題問您：一個溫度為20℃盛滿甲烷的10m3容器，壓力為1．OMPa，試問標準狀況下的體積是大于、等于還是小于l0m3，如果你回答等于10m3，那您就回答錯了;
如果再問您這一道問題：兩個溫度同為20℃、體積10m3、壓力同為1．0MPa容器，一個盛滿甲烷，另一個盛滿液化氣，試問標準狀況下的體積兩種氣體體積是否相同，如果您回答相同，那您又回答錯了。
2．2問題產生原因
也許此時你或許會納悶了，為什么會出現這種現象呢?其實這主要由于您在回答時只考慮到理想標準狀況下的氣態方程oVo=nRTo,而實際上在理想狀態方程中有個關鍵的參數卻沒考慮，那就是壓縮因子z。因為在理想狀態下，壓縮因子z在任何溫度及壓力下均恒為l。但在實際的氣體計算中，壓縮因子卻是不可忽略的，而且對計量會產生較大的影響，特別是在中高壓氣體的計量上。
對比壓力Pr
圖l 氣體的壓縮因子z與對比溫度Tr、對比壓力Pr的關系(當P＜1，Tr=0.6～1.0)
對比壓力Pr
圖2 氣體的壓縮因子z與對比溫度Tr、對比壓力Pr的關系(當P＜5.6，Tr—O.6～2.O)
在實際的氣體計量的過程中，氣體狀態方程：Z=PV／RT，壓縮因子z在計算中引入了臨界溫度Tc和臨界壓力Pc兩種參數，其中壓縮因子Z=f(Pc，Tc)是隨溫度及壓力而變化的(關系圖l，2)，其中：臨界溫度指的是氣體加壓液化所允許的最高溫度，一般分子間的引力越大對應的臨界溫度越高；如甲烷臨界溫度Tc為191．05K，丙烷臨界溫度Tc為368．85K；
臨界壓力指的是氣體在臨界溫度時發生液化所需要的最小壓力；如甲烷臨界壓力Pc為4．6407MPa，丙烷臨界壓力Pc為4.3975MPa；
在實際計算中，還要引入對比壓力Pr和對比溫度Tr，所謂的對比壓力就是實際工作壓力和臨界壓力Pc的比值，對比溫度同理亦是實際工作溫度和臨界溫度Tc的比值。
壓縮因子的數值在不同溫度壓力下的也不是完全沿一個趨勢變化的，如天然氣是先隨壓力增大而變小，到達一定程度后又逐漸隨壓力增大而變大。那為什么會出現這種情況呢?從微觀上講，這主要是由于分子間的作用力造成的。一定溫度下的氣體在壓力較小時，分子間的距離較大，分子間一般表現為引力，造成實際氣體比理想氣體更易于被壓縮，但隨著壓力增加氣體分子逐漸靠近，分子間的作用力表現為排斥力造成氣體難于被壓縮，進而形成壓縮因子的數值上的變化，并且該數值隨氣體種類不同而不同。
2．3問題的深化
根據氣體壓縮因子與對比溫度及對比壓力的曲線圖可發現：在一般的計量工況下(溫度小于50℃，壓力小于10MPa)，天然氣的壓縮因子均大于液化石油氣的壓縮因子，亦是說氣態液化石油氣在該條件下體積受壓縮因子的影響大于對氣態天然氣的體積的影響。根據計算公式，Vo=VPTo／(PoTZ)，液化石油氣和天然氣在同等工況下修正系數可通過計算得出：
例一：已知混合氣體的容積成分為yC3H6=50％，
yC4H10=50％，壓力為1．0MPa，溫度為25℃的壓縮因子。
解：
(1)標準狀況下混合氣體的密度：
ρo=1／100∑yiρi=0．01*(50*2．0102+50*2．703)=2．36kg／nm3
(2)混合氣體的平均臨界溫度和臨界壓力：
丙烷： Tc=368．85K；Pc=4．3975MPa
正丁烷：Tc=425．95K；Pc=3．6173MPa
混合氣體的平均臨界溫度和平均臨界壓力：
Tm·C=1／100*(50*368．85+50*425．95)=397．2K
Pm·C=1／100*(50*4．3975+50*3．6173)=4．0074MPa
(3)對比壓力和對比溫度：
Pr=P／Pm·c=(1+0．101325)／4．0074=0．28
Tr=T／Tm·C=(25+273．15)／397．2=0．7506
(4)通過圖1—3可解得壓縮因子：Z=0．67
例二：已知CH4，壓力為1．0MPa，溫度為25℃的壓縮因子。
解：
(1)CH4氣體的臨界溫度和臨界壓力：Tc=191．05K；Pc=4．6407MPa
(2)對比壓力和對比溫度：Pr=P／Pc=(1+0．101325)／4．6407=0．237
Tr=T／Tc=(25+273．15)／191．05=1．5606
(3)壓縮因子：Z=0．98
通過初步計算在一定溫度及壓力范圍內(如25℃，1．0MPa壓力以下)，進一步的可得出液化石油氣壓縮因子相對小于天然氣：
表1
溫度（℃） 0.07
關鍵詞：臨界溫度；臨界壓力；勢能；動能；壓縮因子；燃氣計量 1 前言
隨著燃氣業的不斷發展，工商業燃氣用戶也越來越多，特別是將來天然氣在廣東珠三角的推廣將使珠三角燃氣行業得到更迅猛的發展。由于燃氣公司與供應商，燃氣公司與用戶之間，都是存在經濟的利益關系，因而在燃氣計量上必然存在著或多或少的矛盾。特別是大型工業用戶與燃氣公司的計量問題的更容易發生矛盾。為了減少此類矛盾的激化，燃氣公司在自身利益不受損害的情況下，都將會盡量減少計量上的誤差，使兩者的矛盾得到緩和。因而燃氣公司在計量上就應了解許多注意事項，其中壓縮因子就是眾多影響計量準確度的潛在因素之一。
2 壓縮因子的產生及在計量上的影響
2．1提出問題
假如有這么一道題問您：一個溫度為20℃盛滿甲烷的10m3容器，壓力為1．OMPa，試問標準狀況下的體積是大于、等于還是小于l0m3，如果你回答等于10m3，那您就回答錯了;
如果再問您這一道問題：兩個溫度同為20℃、體積10m3、壓力同為1．0MPa容器，一個盛滿甲烷，另一個盛滿液化氣，試問標準狀況下的體積兩種氣體體積是否相同，如果您回答相同，那您又回答錯了。
2．2問題產生原因
也許此時你或許會納悶了，為什么會出現這種現象呢?其實這主要由于您在回答時只考慮到理想標準狀況下的氣態方程oVo=nRTo,而實際上在理想狀態方程中有個關鍵的參數卻沒考慮，那就是壓縮因子z。因為在理想狀態下，壓縮因子z在任何溫度及壓力下均恒為l。但在實際的氣體計算中，壓縮因子卻是不可忽略的，而且對計量會產生較大的影響，特別是在中高壓氣體的計量上。
對比壓力Pr
圖l 氣體的壓縮因子z與對比溫度Tr、對比壓力Pr的關系(當P＜1，Tr=0.6～1.0)
圖2 氣體的壓縮因子z與對比溫度Tr、對比壓力Pr的關系(當P＜5.6，Tr—O.6～2.O)
在實際的氣體計量的過程中，氣體狀態方程：Z=PV／RT，壓縮因子z在計算中引入了臨界溫度Tc和臨界壓力Pc兩種參數，其中壓縮因子Z=f(Pc，Tc)是隨溫度及壓力而變化的(關系圖l，2)，其中：臨界溫度指的是氣體加壓液化所允許的最高溫度，一般分子間的引力越大對應的臨界溫度越高；如甲烷臨界溫度Tc為191．05K，丙烷臨界溫度Tc為368．85K；
臨界壓力指的是氣體在臨界溫度時發生液化所需要的最小壓力；如甲烷臨界壓力Pc為4．6407MPa，丙烷臨界壓力Pc為4.3975MPa；
在實際計算中，還要引入對比壓力Pr和對比溫度Tr，所謂的對比壓力就是實際工作壓力和臨界壓力Pc的比值，對比溫度同理亦是實際工作溫度和臨界溫度Tc的比值。
壓縮因子的數值在不同溫度壓力下的也不是完全沿一個趨勢變化的，如天然氣是先隨壓力增大而變小，到達一定程度后又逐漸隨壓力增大而變大。那為什么會出現這種情況呢?從微觀上講，這主要是由于分子間的作用力造成的。一定溫度下的氣體在壓力較小時，分子間的距離較大，分子間一般表現為引力，造成實際氣體比理想氣體更易于被壓縮，但隨著壓力增加氣體分子逐漸靠近，分子間的作用力表現為排斥力造成氣體難于被壓縮，進而形成壓縮因子的數值上的變化，并且該數值隨氣體種類不同而不同。
2．3問題的深化
根據氣體壓縮因子與對比溫度及對比壓力的曲線圖可發現：在一般的計量工況下(溫度小于50℃，壓力小于10MPa)，天然氣的壓縮因子均大于液化石油氣的壓縮因子，亦是說氣態液化石油氣在該條件下體積受壓縮因子的影響大于對氣態天然氣的體積的影響。根據計算公式，Vo=VPTo／(PoTZ)，液化石油氣和天然氣在同等工況下修正系數可通過計算得出：
例一：已知混合氣體的容積成分為yC3H6=50％，
yC4H10=50％，壓力為1．0MPa，溫度為25℃的壓縮因子。
解：
(1)標準狀況下混合氣體的密度：
ρo=1／100∑yiρi=0．01*(50*2．0102+50*2．703)=2．36kg／nm3
(2)混合氣體的平均臨界溫度和臨界壓力：
丙烷： Tc=368．85K；Pc=4．3975MPa
正丁烷：Tc=425．95K；Pc=3．6173MPa
混合氣體的平均臨界溫度和平均臨界壓力：
Tm·C=1／100*(50*368．85+50*425．95)=397．2K
Pm·C=1／100*(50*4．3975+50*3．6173)=4．0074MPa
(3)對比壓力和對比溫度：
Pr=P／Pm·c=(1+0．101325)／4．0074=0．28
Tr=T／Tm·C=(25+273．15)／397．2=0．7506
(4)通過圖1—3可解得壓縮因子：Z=0．67
例二：已知CH4，壓力為1．0MPa，溫度為25℃的壓縮因子。
解：
(1)CH4氣體的臨界溫度和臨界壓力：Tc=191．05K；Pc=4．6407MPa
(2)對比壓力和對比溫度：Pr=P／Pc=(1+0．101325)／4．6407=0．237
Tr=T／Tc=(25+273．15)／191．05=1．5606
(3)壓縮因子：Z=0．98
通過初步計算在一定溫度及壓力范圍內(如25℃，1．0MPa壓力以下)，進一步的可得出液化石油氣壓縮因子相對小于天然氣：
溫度（℃） 0.07
