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换算与物理计算器

燃气单位换算器:m³ ↔ kWh ↔ 撒姆 ↔ MMBtu ↔ kg

把任意数量的天然气、LNG、丙烷、丁烷、生物天然气或氢气,在体积(m³、Nm³、ft³、ccf、Mcf)、能量(kWh、MJ、GJ、撒姆、BTU、MMBtu)和质量或液态体积之间换算,可选高位或低位热值。

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计算结果

1,000 m³ 天然气(管道) = 10,972.2 kWh(高位口径,高位热值 39.5 MJ/m³)。
1,000 m³ =
10,972.2kWh
能量
10,972kWh(高位)
能量
39.5GJ
撒姆(therm)
374.388
MMBtu
37.4388
标准体积
1,000Sm³
立方英尺
35,315ft³
质量
757kg
液态
1,682.2升
液化后(LNG)
燃烧产生的 CO₂
2,081.8kg
按化学计量,化石来源

1,000 m³ 换算成所有单位

单位数值1 m³ =
立方米(Sm³,15 °C)1,0001
标准立方米(Nm³,0 °C)947.9440.947944
立方英尺(ft³)35,314.735.3147
百立方英尺(ccf)353.1470.353147
千立方英尺(Mcf)35.31470.0353147
千瓦时(kWh)10,972.210.9722
兆瓦时(MWh)10.97220.0109722
兆焦(MJ)39,50039.5
吉焦(GJ)39.50.0395
撒姆(thm)374.3880.374388
十撒姆(Dth)37.43880.0374388
英热单位(BTU)37,438,80037,438.8
百万 BTU(MMBtu)37.43880.0374388
千克(kg)7570.757
吨(t)0.7570.000757
磅(lb)1,668.91.6689
液态升数(LNG/LPG)1,682.221.68222
液态美制加仑444.3960.444396

参考:各种气体每单位数值(高位)

气体MJ/Sm³kWh/Sm³MJ/kgkWh/kgkg/Sm³低位/高位
天然气(管道)39.510.9752.214.490.7570.902
LNG(再气化天然气)40.511.2554150.750.903
丙烷(LPG)9526.3950.313.981.8870.92
丁烷(LPG)12233.8949.613.782.460.923
生物天然气(提纯沼气)37.810.55214.440.7270.9
氢气12.13.3614239.450.0850.846
  • 体积为 15 °C、1.01325 bar 下的标准 m³;Nm³(0 °C)多装 5.5% 的气。美国 ft³ 通常在 60 °F 下计量,和 15 °C 几乎一样。
  • 天然气成分各不相同:俄罗斯/挪威高热值气约 39–41 MJ/m³(高位),荷兰低热值气约 35,LNG 货物为 39–43。要得到精确结果,请用账单上的数值。
  • 1 撒姆 = 100,000 BTU = 29.3071 kWh · 1 MMBtu = 10 撒姆 = 1.055 GJ · 1 kWh = 3.6 MJ = 3,412 BTU。

这个燃气单位换算器怎么算

燃气买卖时用到的单位五花八门,很容易把人绕晕。燃气表计的是立方米或立方英尺,账单按 kWh 或撒姆收费,交易商报价用 MMBtu,LNG 船按吨运,丙烷按升或加仑配送。这些单位衡量的是三种不同的量(体积、能量和质量),只有知道燃气的物性,才能在它们之间换算。

这里每一次换算都经过同一个中间量:以兆焦计的总能量。你的输入先变成 MJ,MJ 再变成目标单位。这靠所选燃气的三项物性实现:

  • 高位热值(MJ/标准立方米),连接体积和能量;
  • 气体密度(kg/标准立方米),连接体积和质量;
  • 液体密度(kg/升),用于液态的 LNG 和 LPG。

只要选择天然气、LNG、丙烷、丁烷、生物甲烷或氢气,这些数值就会自动填好。你也可以在高级选项里自行修改,让它们和供应商给出的规格对上。能量基准开关可以让能量单位按总值(账单的口径)或净值(IEA 和欧盟统计的口径)显示。完整表格一次列出你的数量在全部 18 种单位下的数值。

计算公式

Energy (MJ, gross) = V(Sm³) × CV Mass (kg) = V(Sm³) × ρ_gas Liquid volume (L) = Mass ÷ ρ_liquid

1 Nm³ = 1.0549 Sm³ 1 ft³ = 0.0283168 m³ 1 kWh = 3.6 MJ 1 therm = 100,000 BTU = 29.3071 kWh 1 MMBtu = 293.071 kWh Net energy = gross energy × (NCV/GCV) ≈ 0.90 for natural gas

计算示例

默认换算的是 1,000 m³ 管道天然气,总热值 39.5 MJ/m³:

  • 能量 = 1,000 × 39.5 = 39,500 MJ = 10,972 kWh(39.5 GJ)
  • 换成撒姆:10,972 ÷ 29.3071 = 374.4 撒姆,即 37.44 MMBtu
  • 换成立方英尺:1,000 ÷ 0.0283168 = 35,315 ft³(35.3 Mcf)
  • 按 0.757 kg/m³ 计,质量为 757 kg;液化成 LNG(0.45 kg/L)约占 1,682 升,体积大约只有气态的六百分之一
  • 燃烧后约释放 2,080 kg CO₂

把基准切换到净值,同样的气显示约 9,900 kWh。分子一个没变,只是记账口径不同。

怎么看计算结果

  • 主数字显示你的数量换算成目标单位后的值。
  • 各个数据卡给出最常用的等值:kWh、GJ、撒姆、MMBtu、标准体积、立方英尺、质量和液体体积。
  • “全部单位”表还列出了你输入的单位每 1 个等于多少,自己做电子表格时很方便。
  • 参考表按每立方米和每公斤比较各种燃气。可以看到,丙烷每立方米的能量约是天然气的 2.4 倍,氢气还不到三分之一。但按每公斤算,氢气的能量密度遥遥领先。

典型数值

燃气 高位热值(MJ/m³) 每 m³ kWh 每 kg kWh 密度(kg/m³)
天然气,H 气 38–42 10.5–11.7 14–15 0.72–0.80
天然气,L 气(荷兰) 33–36 9.2–10.0 12–13 0.78–0.83
LNG(再气化) 39–43 10.8–11.9 15 0.73–0.78
丙烷 ≈ 95 ≈ 26.4 ≈ 14.0 1.88
丁烷 ≈ 122 ≈ 33.9 ≈ 13.8 2.46
氢气 ≈ 12.1 ≈ 3.4 ≈ 39.4 0.085

换算更准确的小技巧

  • **用账单上的热值。**它由管网运营商连续测量,可能和默认值差几个百分点。
  • **看清参比条件。**工业合同常用 Nm³(0 °C),家用燃气表实际上按 15 °C 左右计量。两者混用会产生 5.5% 的误差。
  • **弄清数据来源用哪种基准。**拿净值口径的锅炉效率去配总值口径的燃气价格,表面效率会虚高约 10%。这就是冷凝锅炉按净值能标称“效率超过 100%”的原因。
  • **算账单就用账单计算器。**家用计费会加一个体积修正系数,燃气费用计算器会替你算上。
  • 要比较不同燃料?采暖费用对比计算器会把每种燃料都换算成每 kWh 有用热的成本。

局限

涉及体积或质量的换算取决于燃气成分,而成分随气源和时间变化;默认值有代表性,但不精确。气体密度和热值按标准状态下的固定值处理,所以换算器不适用于高压气瓶,也不考虑高压下真实气体的压缩性。LPG 产品常是丙烷和丁烷的混合物;遇到混合气,请在高级选项里填中间值。CO₂ 数字只是按化学计量算的燃烧排放,不含上游甲烷泄漏。

有账单争议时,一定要用账单上印的热值和修正系数,因为供应商会按每个管网区域公布日均或月均值。做交易或签 LNG 合同时,要确认价格是按总值每 MMBtu 报价(美国和亚洲的惯例),还是按总值每 MWh 报价(TTF、NBP 等欧洲交易中心),换算时两边用同一基准。

方法与假设

先把所有数量换算成以 MJ 计的高位能量:体积 × 热值;质量 ÷ 密度 × 热值;液态升数 × 液体密度 ÷ 气体密度 × 热值。能量单位直接换算(低位数值除以低位/高位比)。再反向算出目标单位。

常见问题

1 立方米天然气等于多少 kWh?
按总值(高位热值)约 10.5–11.5 kWh。以每标准立方米 39.5 MJ 的典型热值计,1 m³ 含 39.5 ÷ 3.6 = 10.97 kWh。按净值(低位热值)少约 10%,大约 9.9 kWh。
1 撒姆(therm)等于多少 kWh?
正好 29.3071 kWh。1 撒姆定义为 100,000 英热单位(BTU),而 1 kWh = 3,412.14 BTU。10 撒姆为 1 十撒姆(dekatherm),等于 1 MMBtu(1.055 GJ)。
m³、Nm³ 和 Sm³ 有什么区别?
它们是同一体积的气体在不同参比条件下的计量。标准立方米(Sm³)对应 15 °C 和 1.01325 bar;标况立方米(Nm³)对应 0 °C 和同样的压力。气体遇冷收缩,所以 1 Nm³ 比 1 Sm³ 多装约 5.5% 的气。
高位热值和低位热值有什么区别?
天然气燃烧会产生水蒸气。高位(总)热值把这些水蒸气冷凝时放出的热算进去,低位(净)热值不算。天然气的净值约为总值的 90%,丙烷约 92%。英国和美国的账单用总值;IEA 和 Eurostat 的能源统计一般用净值。
1 吨 LNG 相当于多少立方米天然气?
约 1,300–1,400 标准立方米,取决于 LNG 的成分。1 吨 LNG 约含 54 GJ(总值),大约 15,000 kWh 或 51 MMBtu。
1 加仑丙烷含多少能量?
约 91,500 BTU(总值),大约 26.8 kWh。1 美制加仑液态丙烷在 15 °C 时重约 1.92 kg(4.2 lb)。
1 Mcf 和 1 MMBtu 是一回事吗?
不完全一样,但很接近。美国典型管道天然气每千立方英尺(Mcf)约含 1.03–1.04 MMBtu。准确数字取决于燃气热值,你可以在高级选项里设置。

资料来源与参考

  1. US EIA: Units and calculators explained: natural gas
  2. UK DESNZ: Digest of UK Energy Statistics (DUKES), Annex A: energy and commodity balances, conversion factors
  3. NIST: Guide for the Use of the International System of Units (SI), Special Publication 811

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