CN110332458A - 一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置及方法，该装置包括C4F7N气瓶、缓冲气体气瓶、充气气管、球阀、单向电磁阀、温度传感器、压力传感器和密度传感器、混气罐和控制处理装置，是一种针对新型环保气体在应用时的智能充气装置。本发明可以解决在设备充气补气过程中所需气体量的问题，气体绝缘电力设备中设定温度传感器、压力传感器和密度传感器，根据三个传感器分别采集到的温度、压力与气体密度参数，确定C4F7N与缓冲气体分别需要补充的量，打开相应的球阀完成补气操作，能够远程操控，在保证其安全运行的同时降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于电气工程气体绝缘技术领域，尤其涉及一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置及方法。
背景技术
SF6绝缘和灭弧介质在气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)和气体绝缘输电管道(Gas Insulated Lines,GIL)等电力设备中被广泛应用，但其全球变暖潜能值约为CO2的23900倍，大气中的存续寿命长达3200年，对环境有害。因此，寻求一种新型SF6环保替代气体是电力行业的热点问题。
C4F7N的全球变暖潜能值约为CO2的2100倍，低于SF6气体，无毒、无腐蚀性，介电常数约为SF6的2倍。其液化温度较高，一个大气压下液化温度约为-4.7℃，将其与CO2或N2混合即可将其液化温度降低到能接受的范围内，CO2或N2的混入还会降低混合气体的全球变暖潜能值，降低对环境的危害，具有较好的应用前景。
近年来，与C4F7N相关的实验研究大量展开，相信在不久的将来C4F7N会在电力设备绝缘方面占有一席之地。但目前实验过程中使用的充气补气方案还多是依靠压力表的数值作为充入气体量的依据，这会造成实验气体用量的准确性不足。另外，在一定气体压力范围内，气体的绝缘与灭弧性能都和气体压力成正线性关系，气体泄露会使气体压力下降，这就会导致气体绝缘与灭弧性能下降，严重的会影响设备的正常使用。为了保证气体绝缘电力设备的可靠运行，提高电力***连续可靠的运行，及时对气体泄漏的设备充气很有必要。
对气体泄漏的设备充气时手动操作开关进行充气操作过程繁琐，容易产生差错。另外，对于目前应用的气体绝缘电力设备大多是无人值守的，如果能够实现远程控制完成充气操作，在很大程度上可以节省人力物力，降低运行成本，而且由于对C4F7N的分解产物检测结果表明是存在有害气体的，因此要尽量避免工作人员靠近充气装置。
因此，亟需一种能够对于C4F7N及其混合气体相关的电力设备准确充气，并能够远程操控，在保证其安全运行的同时降低运行成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置及方法，能够对于C4F7N及其混合气体相关的电力设备准确充气，并能够远程操控，在保证其安全运行的同时降低运行成本。
一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置，包括：C4F7N气瓶、缓冲气体气瓶、充气气管、球阀、单向电磁阀、温度传感器、压力传感器和密度传感器、混气罐和控制处理装置；
C4F7N气瓶的气体输出端口通过充气气管依次连接第一球阀(9-1)、第一单向电磁阀(10-1)、自控温加热带(2)、第一质量流量计(4-1)和第三单向电磁阀(10-3)，最终与混气罐连接；所述C4F7N气瓶气体输出端口与第一球阀(9-1)之间安装有第一压力传感器(1-1)，自控加热带(2)与第一质量流量计(4-1)之间安装有第一温度传感器(3-1)与第三压力传感器(1-3)；
缓冲气体气瓶的气体输出端口依次通过第二球阀(9-2)、第二单向电磁阀(10-2)、第二质量流量计(4-2)和第四单向电磁阀(10-4)连接至混气罐，所述缓冲气体气瓶气体输出端口与第二球阀(9-2)之间安装有第二压力传感器(1-2)，第二单向电磁阀(10-2)与第二质量流量计(4-2)之间安装有第四压力传感器(1-4)；
所述混气罐上安装有第五压力传感器(1-5)，混气罐的输出端通过第五单向电磁阀(10-5)连接气体增压泵(5)的气体输入端，所述第五单向电磁阀(10-5)与气体增压泵(5)之间通过第三球阀(9-3)和第七单向电磁阀(10-7)连接真空泵(6)，在混气罐的输出端连接的第五单向电磁阀(10-5)与连接真空泵(6)的第三球阀(9-3)之间设有第七压力传感器(1-7)，所述气体增压泵(5)的气体输出端通过第四球阀(9-4)和第六单向电磁阀(10-6)连接混合气体的气体绝缘电力设备的气体输入端口，在气体绝缘电力设备上安装有第二温度传感器(3-2)、第六压力传感器(1-6)和密度传感器(8)；
所述控制处理装置(7)含有信号通讯处理模块和人机交互功能模块，分别与气体增压泵(5)、真空泵(6)、自控温加热带(2)以及所有球阀、单向电磁阀以及传感器电连接。
所述自控温加热带(2)可以缠绕在输气管上，便于安装拆卸，功率为20W/m，最高可加热至105摄氏度。
所述第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)可以测量得到流过气体的质量，计量单位均是g/min。
C4F7N、缓冲气体分别通过所述混气罐的两个气体输入端口进入混气罐，混气罐的结构可以让两种气体通过对流进行混合。
上述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置的补气方法，包括以下步骤：
步骤一：首先通过计算得到预设压力和温度下气体的密度预设值以及需要充入气体的质量，然后控制处理装置(7)接收密度传感器(8)、第二温度传感器(3-2)和第六压力传感器(1-6)的信号，当测得的密度值低于预设值时，根据C4F7N及其混合气体的压力、温度和密度之间关系，对接收到的信号进行处理，计算此时气体绝缘电力设备中气体的摩尔体积，根据所得摩尔体积、压强和温度数据得出所需补充气体的质量，然后控制处理装置(7)对相关装置发出信号开始充气；
步骤二：关闭第一球阀(9-1)、第二球阀(9-2)开启第三球阀(9-3)，启动真空泵(6)对混气罐、C4F7N和缓冲气体连接混气罐部分充气气管进行抽真空，并通过混气罐上的第五压力传感器(1-5)向控制处理装置传输压力信号；
步骤三：当第五压力传感器(1-5)检测到压力值小于1Pa时停止抽真空，此时关闭第三球阀(9-3)同时打开第一球阀(9-1)、自控温加热带(2)和第二球阀(9-2)，打开C4F7N气体与缓冲气体的气瓶上的阀门，通过第一压力传感器(1-1)和第二压力传感器(1-2)反馈给控制处理装置的压力信号分别调节第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)的大小，根据第三压力传感器(1-3)反馈的压力信号，将第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)输入端的气体压力控制在加热后的C4F7N压缩因子大于0.9范围内；
步骤四：待第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)测得的气体质量达到要求补充的气体的量时，分别关闭C4F7N气体与缓冲气体的气瓶上的阀门气和输出端口的第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)停止充气；
步骤五：关闭第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)同时打开第四球阀(9-4)，启动气体增压泵(5)对电气绝缘电力设备进行充气，当实时监测到的气体绝缘电力设备中的气体密度达到预设密度值时，控制处理器(7)发出指令关闭所有设备完成充气操作。
一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置的补气方法，具体相关计算如下：
所述的C4F7N与缓冲气体所充质量和C4F7N压缩因子计算方法如下：
α＝[1+k(1-Tr 0.5)]2 (4)
k＝0.3746+1.5423ω-0.2699ω2 (5)
其中：P为气体压力；T为气体温度；R为通用气体常数；V为摩尔体积；a为考虑分子间引力的参数；b为考虑分子本身体积的参数；Tc为临界温度；Pc为临界压力；Tr为对比温度；ω为偏心因子；k为利用烃类物质从正常沸点到临界点的蒸气压数据求得的与偏心因子ω相关的经验参数；Z为压缩因子；
P-R状态方程的混合规则如下：
aij＝(aiaj)0.5(1-kij) (8)
其中：ai、bi分别为i组分的状态方程常数；yi、yj分别为各组分的摩尔分数；kij为相互作用系数；
混合气体的密度计算：
Mm＝yiMi+yjMj (10)
混合气体的质量计算：
mi＝nmyiMi (13)
mj＝nmyjMj (14)
式中：Mi、Mj为组分i、j的分子量；Mm为混合气体相对分子质量；Vm为混合气体摩尔体积，由式(7)-(9)求得的混合气体状态方程常数am、bm带入到式(1)求解方程得到；ρm为混合气体密度；Vg为充气罐体的总体积；nm为混合气体的物质的量。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种C4F7N及其混合气体电气设备充气补气的装置及方法，能够对电气设备自动充气，可以实时监测电力设备内部绝缘气体的状态，并可以将设备信息上传到控制处理装置及时处理；设备中多处安装有单向电磁阀，避免了设备出现故障时气体倒流的情况；同时采用的理论模型可以准确的计算出设备中所需气体量的多少；运行监控人员通过计算机和移动终端设备可以实时掌握设备内部的气体密度、气瓶内气体压力和补气完成信息。
附图说明
图1为本发明一种用于环保型绝缘电气设备气体补气装置的结构连接示意图；
图2为本发明中控制处理装置与其他结构的连接示意图；
其中，
1-1第一压力传感器，1-2第二压力传感器，1-3第三压力传感器，1-4第四压力传感器，1-5第五压力传感器，1-6第六压力传感器，1-7第七压力传感器，2自控加热带，3-1第一温度传感器，3-2第二温度传感器，4-1第一质量流量计，4-2第二质量流量计，5气体增压泵，6真空泵，7控制处理装置，8密度传感器，9-1第一球阀，9-2第二球阀，9-3第三球阀，9-4第四球阀，10-1第一单向电磁阀，10-2第二单向电磁阀，10-3第三单向电磁阀，10-4第四单向电磁阀，10-5第五单向电磁阀，10-6第六单向电磁阀，10-7第七单向电磁阀。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。
如图1所示，一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置，包括：C4F7N气瓶、缓冲气体气瓶、充气气管、球阀、单向电磁阀、温度传感器、压力传感器和密度传感器、混气罐和控制处理装置；
C4F7N气瓶的气体输出端口通过充气气管依次连接第一球阀9-1、第一单向电磁阀10-1、自控温加热带2、第一质量流量计4-1和第三单向电磁阀10-3，最终与混气罐连接；所述C4F7N气体瓶气体输出端口与第一球阀9-1之间安装有第一压力传感器1-1，自控加热带2与第一质量流量计4-1之间安装有第一温度传感器3-1与第三压力传感器1-3；所述自控温加热带2可以缠绕在输气管上，便于安装拆卸，功率为20W/m，承受温度为105摄氏度。
缓冲气体气瓶的气体输出端口依次通过第二球阀9-2、第二单向电磁阀10-2、第二质量流量计4-2和第四单向电磁阀10-4连接至混气罐，所述缓冲气体气瓶气体输出端口与第二球阀9-2之间安装有第二压力传感器1-2，第二单向电磁阀10-2与第二质量流量计4-2之间安装有第四压力传感器1-4；
所述第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)可以测量得到流过气体的质量，计量单位均是g/min，根据设定的C4F7N与缓冲气体的摩尔分数比例和气体绝缘电力设备的充气压力，通过控制处理装置7计算出C4F7N与缓冲气体分别对应的质量，对应质量信息与第一质量流量计4-1和第二质量流量计4-2进行实时比对。
C4F7N、缓冲气体分别通过所述混气罐的两个气体输入端口进入混气罐，混气罐的结构可以让两种气体通过对流进行混合。
所述混气罐上安装有第五压力传感器1-5，混气罐的输出端通过第五单向电磁阀10-5连接气体增压泵5的气体输入端，所述第五单向电磁阀10-5与气体增压泵5之间通过第三球阀9-3和第七单向电磁阀10-7连接真空泵6，在混气罐的输出端连接的第五单向电磁阀10-5与连接真空泵6的第三球阀9-3之间设有第七压力传感器1-7，所述气体增压泵5的气体输出端通过第四球阀9-4和第六单向电磁阀10-6连接混合气体的气体绝缘电力设备的气体输入端口，在气体绝缘电力设备上安装有第二温度传感器3-2、第六压力传感器1-6和密度传感器8；
如图2所示，所述控制处理装置7分别与气体增压泵5、真空泵6、自控温加热带2以及所有球阀、单向电磁阀以及传感器电连接，控制处理装置7用来接收所有质量流量计检测的气体质量信号、所有压力传感器检测的压力信号、所有温度传感器检测的温度信号和密度传感器的密度信号，通过信息处理控制气体增压泵5、真空泵6的工作。控制处理装置含有信号通讯处理模块和人机交互功能模块，信号通讯处理模块由西门子S7-300通讯处理模块构成，人机交互功能通过单片机与RS485自编程实现，使得我们可以通过计算机和移动通信设备对气体绝缘电力设备内部气体的温度、压强和密度进行实时监测，并可以实现远端操作。
本实施例中的温度传感器采用的是LM35DZ精密温度传感器，压力传感器采用的是朗凡压力变送器YD-322通用型传感器，质量流量计采用的是SLD微型质量流量计，密度传感器采用的是阿里巴巴E+H/MEMS科氏力气体密度测试仪。
上述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置的补气方法，包括以下步骤：
步骤一：首先通过式(1)-(11)计算得到预设压力和温度下气体的密度预设值以及需要充入气体的质量，然后控制处理装置7接收密度传感器(8)、第二温度传感器(3-2)和第六压力传感器(1-6)的信号，当测得的密度值低于预设值时，根据C4F7N及其混合气体的压力、温度和密度之间关系，对接收到的信号进行处理，通过式(1)、(4)、(5)以及是(7)-(11)计算出此时气体绝缘电力设备中各组分的摩尔分数yi、yj，然后将所得摩尔分数和混合气体密度代入到式(10)-(11)求得混合气体摩尔体积，最后通过式(11)-(14)和温度数据得出所需补充气体的量，然后控制处理装置(7)对相关装置发出信号开始充气，具体计算公式如下：
所述的C4F7N与缓冲气体所充质量和C4F7N压缩因子计算：
α＝[1+k(1-Tr 0.5)]2 (4)
k＝0.3746+1.5423ω-0.2699ω2 (5)
其中：P为气体压力；T为气体温度；R为通用气体常数；V为摩尔体积；a为考虑分子间引力的参数；b为考虑分子本身体积的参数；Tc为临界温度；Pc为临界压力；Tr为对比温度；ω为偏心因子；k为利用烃类物质从正常沸点到临界点的蒸气压数据求得的与偏心因子ω相关的经验参数；Z为压缩因子；
P-R状态方程的混合规则如下：
aij＝(aiaj)0.5(1-kij) (8)
其中：ai、bi分别为i组分的状态方程常数；yi、yj分别为各组分的摩尔分数；kij为相互作用系数；
混合气体的密度计算：
Mm＝yiMi+yjMj (10)
混合气体的质量计算：
mi＝nmyiMi (13)
mj＝nmyjMj (14)
式中：Mi、Mj为组分i、j的分子量；Mm为混合气体相对分子质量；Vm为混合气体摩尔体积，由式(7)-(9)求得的混合气体状态方程常数am、bm带入到式(1)求解方程得到；ρm为混合气体密度；Vg为充气罐体的总体积；nm为混合气体的物质的量。
假设电气设备罐体的体积为Vg，所要求的的充气压力为P，温度为T，规定C4F7N的摩尔分数为10％，其缓冲气体CO2的摩尔分数为90％。结合式(1)-(9)可以计算得到混合气体的摩尔体积Vm，然后再通过式(10)和(11)计算得到预定比例下的混合气体密度ρm。
当设备漏气时，电气设备罐体内部的压强会发生变化。假设气体压力变为P1，温度仍为T，此时通过密度传感器可以测得混合气体的密度为ρm1。这是我们假设C4F7N的摩尔分数为yi，那么混合气体的相对分子质量Mm就可以用一个关于yi的表达式进行表示，将Mm代入式(11)就可以得到混合气体摩尔体积Vm也是一个关于yi的表达式，这样我们将Vm代入到式(1)中就可以得到一个关于yi的三元一次方程，将温度T和压力传感器测得的气体压力P1代入方程并对方程求解得到C4F7N的摩尔分数yi，同时也就得到CO2的摩尔分数yj。有了各组分的摩尔分数通过式(10)和(11)就可以得到漏气后混合气体的摩尔体积Vm，再将Vm代入到式(12)可以得到漏气后混合气体的物质的量，然后通过式(13)和(14)得到C4F7N和CO2分别剩余的质量，再与预设值进行比较得到两种气体分别需要补充的质量。
步骤二：关闭第一球阀(9-1)、第二球阀(9-2)开启第三球阀(9-3)，启动真空泵(6)对混气罐、C4F7N和缓冲气体连接混气罐部分充气气管进行抽真空，并通过混气罐上的第五压力传感器(1-5)向控制处理装置传输压力信号；
步骤三：当第五压力传感器(1-5)检测到压力值小于1Pa时停止抽真空，此时关闭第三球阀(9-3)同时打开第一球阀(9-1)、自控温加热带(2)和第二球阀(9-2)，打开C4F7N气体与缓冲气体的气瓶上的阀门，通过第一压力传感器(1-1)和第二压力传感器(1-2)反馈给控制处理装置的压力信号分别调节第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)的大小，根据第三压力传感器(1-3)反馈的压力信号，将第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)输入端的气体压力控制在加热后的C4F7N压缩因子大于0.9范围内；
步骤四：待第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)测得的气体质量达到要求补充的气体的量时，分别关闭C4F7N气体与缓冲气体的气瓶上的阀门气和输出端口的第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)停止充气；
步骤五：关闭第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)同时打开第四球阀(9-4)，启动气体增压泵(5)对电气绝缘电力设备进行充气，当实时监测到的气体绝缘电力设备中的气体密度达到预设密度值时，控制处理器(7)发出指令关闭所有设备完成充气操作。
Claims (6)
1.一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置，其特征在于：包括：C4F7N气瓶、缓冲气体气瓶、充气气管、球阀、单向电磁阀、温度传感器、压力传感器和密度传感器、混气罐和控制处理装置；
C4F7N气瓶的气体输出端口通过充气气管依次连接第一球阀(9-1)、第一单向电磁阀(10-1)、自控温加热带(2)、第一质量流量计(4-1)和第三单向电磁阀(10-3)，最终与混气罐连接；所述C4F7N气瓶气体输出端口与第一球阀(9-1)之间安装有第一压力传感器(1-1)，自控加热带(2)与第一质量流量计(4-1)之间安装有第一温度传感器(3-1)与第三压力传感器(1-3)；
缓冲气体气瓶的气体输出端口依次通过第二球阀(9-2)、第二单向电磁阀(10-2)、第二质量流量计(4-2)和第四单向电磁阀(10-4)连接至混气罐，所述缓冲气体气瓶气体输出端口与第二球阀(9-2)之间安装有第二压力传感器(1-2)，第二单向电磁阀(10-2)与第二质量流量计(4-2)之间安装有第四压力传感器(1-4)；
所述混气罐上安装有第五压力传感器(1-5)，混气罐的输出端通过第五单向电磁阀(10-5)连接气体增压泵(5)的气体输入端，所述第五单向电磁阀(10-5)与气体增压泵(5)之间通过第三球阀(9-3)和第七单向电磁阀(10-7)连接真空泵(6)，在混气罐的输出端连接的第五单向电磁阀(10-5)与连接真空泵(6)的第三球阀(9-3)之间设有第七压力传感器(1-7)，所述气体增压泵(5)的气体输出端通过第四球阀(9-4)和第六单向电磁阀(10-6)连接混合气体的气体绝缘电力设备的气体输入端口，在气体绝缘电力设备上安装有第二温度传感器(3-2)、第六压力传感器(1-6)和密度传感器(8)；
所述控制处理装置(7)含有信号通讯处理模块和人机交互功能模块，分别与气体增压泵(5)、真空泵(6)、自控温加热带(2)以及所有球阀、单向电磁阀以及传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置，其特征在于：所述自控温加热带(2)可以缠绕在输气管上，便于安装拆卸，功率为20W/m，最高可加热至105摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置，其特征在于：所述第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)可以测量得到流过气体的质量，计量单位均是g/min。
4.根据权利要求1所述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置，其特征在于：C4F7N、缓冲气体分别通过所述混气罐的两个气体输入端口进入混气罐，混气罐的结构可以让两种气体通过对流进行混合。
5.权利要求1所述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置的补气方法，包括以下步骤：
步骤一：首先通过计算得到预设压力和温度下气体的密度预设值以及需要充入气体的质量，然后控制处理装置(7)接收密度传感器(8)、第二温度传感器(3-2)和第六压力传感器(1-6)的信号，当测得的密度值低于预设值时，根据C4F7N及其混合气体的压力、温度和密度之间关系，对接收到的信号进行处理，计算此时气体绝缘电力设备中气体的摩尔体积，根据所得摩尔体积、压强和温度数据得出所需补充气体的质量，然后控制处理装置(7)对相关装置发出信号开始充气；
步骤二：关闭第一球阀(9-1)、第二球阀(9-2)开启第三球阀(9-3)，启动真空泵(6)对混气罐、C4F7N和缓冲气体连接混气罐部分充气气管进行抽真空，并通过混气罐上的第五压力传感器(1-5)向控制处理装置传输压力信号；
步骤三：当第五压力传感器(1-5)检测到压力值小于1Pa时停止抽真空，此时关闭第三球阀(9-3)同时打开第一球阀(9-1)、自控温加热带(2)和第二球阀(9-2)，打开C4F7N气体与缓冲气体的气瓶上的阀门，通过第一压力传感器(1-1)和第二压力传感器(1-2)反馈给控制处理装置的压力信号分别调节第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)的大小，根据第三压力传感器(1-3)反馈的压力信号，将第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)输入端的气体压力控制在加热后的C4F7N压缩因子大于0.9范围内；
步骤四：待第一质量流量计(4-1)和第二质量流量计(4-2)测得的气体质量达到要求补充的气体的量时，分别关闭C4F7N气体与缓冲气体的气瓶上的阀门气和输出端口的第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)停止充气；
步骤五：关闭第一球阀(9-1)和第二球阀(9-2)同时打开第四球阀(9-4)，启动气体增压泵(5)对电气绝缘电力设备进行充气，当实时监测到的气体绝缘电力设备中的气体密度达到预设密度值时，控制处理器(7)发出指令关闭所有设备完成充气操作。
6.根据权利要求5所述的一种用于环保型绝缘电气设备的气体补气装置的补气方法，具体相关计算如下：
所述的C4F7N与缓冲气体所充质量和C4F7N压缩因子计算方法如下：
k＝0.3746+1.5423ω-0.2699ω2 (5)
其中：P为气体压力；T为气体温度；R为通用气体常数；V为摩尔体积；a为考虑分子间引力的参数；b为考虑分子本身体积的参数；Tc为临界温度；Pc为临界压力；Tr为对比温度；ω为偏心因子；k为利用烃类物质从正常沸点到临界点的蒸气压数据求得的与偏心因子ω相关的经验参数；Z为压缩因子；
P-R状态方程的混合规则如下：
aij＝(aiaj)0.5(1-kij) (8)
其中：ai、bi分别为i组分的状态方程常数；yi、yj分别为各组分的摩尔分数；kij为相互作用系数；
混合气体的密度计算：
Mm＝yiMi+yjMj (10)
混合气体的质量计算：
mi＝nmyiMi (13)
mj＝nmyjMj (14)
式中：Mi、Mj为组分i、j的分子量；Mm为混合气体相对分子质量；Vm为混合气体摩尔体积，由式(7)-(9)求得的混合气体状态方程常数am、bm带入到式(1)求解方程得到；ρm为混合气体密度；Vg为充气罐体的总体积；nm为混合气体的物质的量。
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