ICS75.060 SY CCSE24 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T7853—2025 天然气 发热量、相对密度和 二氧化碳含量的测定 激光法 Natural gas - Determination of calorific value, relative density and CO2 concentration Laser-based method 2025－09—28发布 2026—03—28实施 国家能源局 发布 SY/T7853—2025 目 次 前言· 引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4. 方法原理 4.1 发热量的测定 4.2 相对密度的测定 4.3 CO2 含量的测定 5 试剂与材料 6仪器设备 6.1 一般要求 6.2 仪器构成 6.3 取样单元 6.4 分析单元 7 取样 8 试验步骤 8.1 试验准备 8.2 仪器校准 8.3 试验 9 试验结果的处理 10 精密度· 10.1 重复性 10.2 再现性 11 试验报告 附录A(资料性） 试验报告示例 SY/T7853—2025 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国天然气标准化技术委员会（SAC/TC244）提出并归口。 本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院、中国石油天然 气股份有限公司规划总院、中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司、中国石油集团安全环保 技术研究院有限公司、国家管网集团联合管道有限责任公司西气东输分公司、中国石油天然气股份有 限公司西南油气田分公司输气管理处、武汉米字能源科技有限公司、中国石油天然气股份有限公司塔 里木油田分公司。 本文件主要起草人：张错、周理、王伟杰、刘长跃、陈学锋、林青瑾、邹小龙、曾文平、罗勤、 何敏、倪锐、宋磊、吴岩、宋超凡、张泽、蔡黎、刘译文、丁思家、周盛、甘霖、陈子昱、王建帅、 胡雪蛟、曾昌民、图孟格勒。 1I SY/T7853—2025 引言 为了实现更加科学、公平、公正的天然气贸易计量，20世纪80年代开始，北美和欧洲的天然气 贸易计量经历了从体积计量到能量计量的转变，现在天然气能量计量已经是全世界天然气贸易计量的 主要方式。2022年3月，《中共中央国务院关于加快建设全国统一大市场的意见》指出“稳妥推进 天然气市场化改革，加快建立统一的天然气能量计量计价体系”，旨在推动我国天然气计量方式从体 积计量到能量计量的转变。 天然气能量计量主要涉及流量和发热量两个关键计量参数。目前，现场测量天然气流量，结合在 线气相色谱分析天然气详细组成，并依据组成数据同时计算压缩因子(流量转换的关键参数)和体积发 热量，是实现天然气能量计量的主流方式。随着天然气能量计量实施工作的推进，业内出现了采用物 性关联技术(包括声光关联法和激光法)在线测试天然气发热量的仪器设备，可同时测试体积发热量、 相对密度和CO2浓度，与在线气相色谱相比，具有分析速度快、运行成本低、维护保养周期长等优 势，结合GB/T 17747.3《天然气压缩因子的计算第3部分：用物性值进行计算》，也可以不同方式 实现能量计量。因而制定本文件，为天然气能量计量提供一种有益的补充方式。 II AS SY/T7853—2025 天然气发热量、相对密度和二氧化碳含量的测定 激光法 注意：本文件不涉及与其应用有关的所有安全问题。在使用本文件前，使用者有责任制订相应的 安全和保护措施，并明确其限定的适用范围。 1范围 本文件描述了采用激光法测定天然气发热量、相对密度和二氧化碳（CO2）含量的原理、试剂与材 料、仪器设备、取样、试验步骤、试验结果的处理、精密度及试验报告。 本文件适用于天然气高位发热量、相对密度和CO02含量的在线测定，测定范围分别为（30.00～~ 45.00)MJ/m²(20 ℃，101.325 kPa)、0.500 ～0.850和(0 ～5)%(摩尔分数)，本文件描述的方法对天 然气中氢气、氨气组分不敏感，当测定天然气中氢气、氮气含量体积分数之和大于0.1%时，发热量、 相对密度测定结果与实际值可能有较大偏差。 2 规范性引用文件 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。 GB/T13609天然气取样导则 GB/T 20604天然气词汇 GB/T 25476可调谐激光气体分析仪 JJF2258关联法天然气发热量测定仪校准规范 3术语和定义 GB/T 20604 界定的术语和定义适用于本文件。 4方法原理 4.1 发热量的测定 半导体激光器发射出经过调谐的不同波长(1000 nm ～ 4000 nm)激光束交替穿过被测气体，由接 收单元的光电传感器进行检测。特定波长的激光能量因被测气体中特定烷烃碳氢键吸收而发生衰减， 接收单元检测的吸光度与被测气体中特定烷烃含量符合朗伯一比尔定律。测量得到的吸光度是所有 待测烷烃吸光度的线性登加，与天然气发热量呈线性关系。 4.2 相对密度的测定 特定波长的激光照射在气体上，气体产生热胀并形成特定频率(20kHz～20000kHz)的声波。 按一定频率调制激光能量，被测气体产生不同频率的声波，测量得到的声波速度与气体密度相关 1