張知璜

江西省計(jì)量測試研究院，南昌 330002

試分析天然氣計(jì)量體系在我國的建設(shè)和發(fā)展

張知璜

江西省計(jì)量測試研究院，南昌 330002

隨著天然氣貿(mào)易規(guī)模不斷擴(kuò)大，天然氣計(jì)量體系也在不斷發(fā)展。天然氣計(jì)量涉及的方面較多，體系構(gòu)建較為困難和復(fù)雜。在天然氣貿(mào)易的發(fā)展中，我國天然氣計(jì)量體系也取得了一定的進(jìn)步，為推動(dòng)天然氣貿(mào)易進(jìn)一步提升提供了充足的動(dòng)力。本文對我國天然氣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做了詳盡介紹，對比分析了我國天然氣計(jì)量體系與國際計(jì)量體系之間的差異，對我國天然氣計(jì)量體系的建設(shè)發(fā)展做了簡單總結(jié)，以期促進(jìn)天然氣計(jì)量體系的發(fā)展。

天然氣；計(jì)量體系；建設(shè)發(fā)展

計(jì)量體系建設(shè)發(fā)展的需求是十分迫切的，這是源于能源需求增加，導(dǎo)致天然氣交易規(guī)模迅速擴(kuò)張，為了確保天然氣在交易過程中計(jì)量公正精準(zhǔn)，需要構(gòu)建完善的計(jì)量體系來進(jìn)行衡量。

1 我國天然氣計(jì)量體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 計(jì)量系統(tǒng)基本要求

我國對天然氣計(jì)量系統(tǒng)的基本要求主要限于GB/ T 18603-2001這一國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)參考了國際標(biāo)準(zhǔn)OIML TC8/SC7以及歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1776：1998。該國家標(biāo)準(zhǔn)對天然氣計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)等多個(gè)方面的工作內(nèi)容作了全面詳細(xì)的闡述和規(guī)定，對我國天然氣計(jì)量系統(tǒng)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但是，該標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)適用范圍，即適用于表壓大于0.1Mpa、設(shè)計(jì)流量不小于500Nm3/h的天然氣系統(tǒng)。目前，這一國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)根據(jù)天然氣貿(mào)易的實(shí)際發(fā)展情況作出了一定修改，并且上報(bào)審批，需等待發(fā)布。

1.2 天然氣流量測定

對天然氣流量進(jìn)行測定的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T21446-2008，這一標(biāo)準(zhǔn)沒有完全挪用ISO5167：2003(E)，而是在此基礎(chǔ)上，參照了AGANo.3：2000這一標(biāo)準(zhǔn)，對孔板標(biāo)準(zhǔn)形式以及操作技術(shù)進(jìn)行了明確要求，對節(jié)流裝置取壓、安裝、使用以及操作等進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。不僅如此，還給出了標(biāo)準(zhǔn)條件下天然氣的能量流量、質(zhì)量流量以及體積流量的具體算法。該標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍為節(jié)流裝置的取壓方式為角接取壓和法蘭取壓，但是孔板直徑小于12.5毫米、測管內(nèi)徑超出50到1000毫米范圍都不適用該標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 壓縮因子

壓縮因子計(jì)算是天然氣計(jì)量體系中技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)，按照GB/T17747-1999進(jìn)行計(jì)算，該國標(biāo)對ISO12213：1997進(jìn)行了等效挪用。該標(biāo)準(zhǔn)明確了天然氣、類混物以及含摻雜物天然氣計(jì)算壓縮因子的具體方法，其適用于正常輸配氣狀態(tài)中的管輸干氣。一般情況下，輸配氣是在260K到340K的溫度范圍進(jìn)行，進(jìn)行輸配氣操作時(shí)，壓力值不得大于12MPa，如果不考慮不確定性導(dǎo)致的數(shù)值誤差，那么溫度和壓力出現(xiàn)的偏差不應(yīng)超過0.1%。

1.4 密度、熱量、沃泊指數(shù)和相對密度

對于天然氣而言，密度、熱量、沃泊指數(shù)和相對密度是其十分重要的基本屬性，對于這些基本屬性的計(jì)算，必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T11062-1998進(jìn)行，這一標(biāo)準(zhǔn)參照了ISO6976：1995，但是沒有進(jìn)行等效挪用。通過這一國家標(biāo)準(zhǔn)明確了氣體的組成成分使用摩爾分?jǐn)?shù)進(jìn)行表示時(shí)的密度、熱量、沃泊指數(shù)以及相對密度的計(jì)算方法。這一計(jì)算方法適用于所有的干性天然氣。但是，如果是對天然氣的體積性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算，那么只有在甲烷含量很高，且摩爾分?jǐn)?shù)大于0.5時(shí)才能使用。

2 我國天然氣計(jì)量體系和國際體系的比較

2.1 計(jì)量系統(tǒng)

就實(shí)際情況而言，國際上主流的天然氣計(jì)量系統(tǒng)都是在國際標(biāo)準(zhǔn)OIML TC8/SC7以及歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1776：1998這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上建立起來的。其中，EN1776：1998自從頒布以來從未進(jìn)行過修訂，只是在2007年進(jìn)行過審核。而國際標(biāo)準(zhǔn)OIML TC8/SC7已經(jīng)進(jìn)行了更新修正，在2007年發(fā)布全新的標(biāo)準(zhǔn)OIML R 140：2007(E)，對計(jì)量系統(tǒng)的儀表精度以及準(zhǔn)確度等級(jí)精度進(jìn)行了修改優(yōu)化。

我國GB/T18603-2001自從頒布以來，對我國天然氣計(jì)量系統(tǒng)的發(fā)展起到了十分明顯的促進(jìn)作用。但是，隨著天然氣交易規(guī)模和市場不斷擴(kuò)大，這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)難以滿足不斷發(fā)展的天然氣工業(yè)。

2.2 流量計(jì)

流量計(jì)的種類很多，用途也不一樣，比如超聲流量計(jì)、渦輪流量計(jì)和孔板流量計(jì)等。超聲流量計(jì)自從問世以來就處在不斷的發(fā)展過程中，在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18604-2001的標(biāo)準(zhǔn)下，我國超聲流量計(jì)的使用標(biāo)準(zhǔn)不斷完善。但是，相對于ISO17089：2010和AGA No.9：2007這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)而言，我國國家標(biāo)準(zhǔn)在流量校準(zhǔn)、性能要求等方面還存在一定差距。

渦輪流量計(jì)的國際標(biāo)準(zhǔn)是ISO9951：1993以及AGA No.7：2004，我國的國家標(biāo)準(zhǔn)充分融合這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容，形成了GB/T21391-2008。此外，這一國家標(biāo)準(zhǔn)還增加了JJG198-1994中的部分內(nèi)容。相較于國際標(biāo)準(zhǔn)，我國國家標(biāo)準(zhǔn)對流量計(jì)算、流量計(jì)要求以及不確定評價(jià)的規(guī)定更加詳實(shí)，已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

孔板流量計(jì)的國際標(biāo)準(zhǔn)主要分為AGA No.3和ISO5167這兩項(xiàng)，其中前者是孔板流量計(jì)的專用標(biāo)準(zhǔn)，后者是通用標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對孔板流量計(jì)安裝、長度計(jì)算、流出系數(shù)計(jì)算等的規(guī)定都趨于一致。我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T21446-2008結(jié)合了國內(nèi)天然氣計(jì)量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，符合相關(guān)工作實(shí)際要求。

2.3 壓縮因子

對于壓縮因子的計(jì)算，通常是按照AGA No.8-92DC的方法進(jìn)行。這種方法基于ISO12213和AGA No.8，而我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17747.2-1999也和這種方法比較接近，在參數(shù)計(jì)算、精確度判斷等方面完全相同。所以，通過該國標(biāo)計(jì)算的壓縮因子和國際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得出的結(jié)果是一致的。此外，還可以通過SGER-G88的方法進(jìn)行壓縮因子計(jì)算，只需明確氮?dú)夂俊⒍趸己?、相對密度、熱量中的隨意三個(gè)數(shù)值，就可以計(jì)算出壓縮因子。

3 我國天然氣計(jì)量體系的建設(shè)發(fā)展與總體評價(jià)

3.1 我國天然氣計(jì)量體系的建設(shè)發(fā)展

就當(dāng)前實(shí)際情況而言，我國天然氣計(jì)量體系的建設(shè)發(fā)展十分良好，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，各類國家標(biāo)準(zhǔn)相對完善，順應(yīng)趨勢不斷更新。從前文的論述中不難看出，對于天然氣計(jì)量體系中各方面工作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我國均具有完善的國家標(biāo)準(zhǔn)，其中部分標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的完善，為我國天然氣計(jì)量體系的建設(shè)發(fā)展鋪設(shè)了寬廣的道路，也為我國天然氣計(jì)量體系的進(jìn)步注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力。

第二，已經(jīng)形成了完善的天然氣計(jì)量體系。天然氣計(jì)量體系主要有質(zhì)量、能量和體積三類。其中，天然氣質(zhì)量計(jì)量體系的相關(guān)技術(shù)在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)開始逐步形成，到新世紀(jì)初，逐步形成了對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。比如，我國天然氣流量標(biāo)準(zhǔn)裝置在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)在四川成都建成運(yùn)行，至目前，已經(jīng)完善建立了誤差在0.1%以內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)裝置，構(gòu)成了完善的質(zhì)量計(jì)量體系。

第三，天然氣計(jì)量體系建設(shè)工作有效落實(shí)。對于天然氣計(jì)量體系構(gòu)建的各方面工作，都得到了有效落實(shí)，并且取得了預(yù)期中的效果。在未來，天然氣計(jì)量體系的各項(xiàng)工作還需在國家標(biāo)準(zhǔn)的限定下繼續(xù)加強(qiáng)，以期促進(jìn)天然氣計(jì)量體系進(jìn)一步完善。

3.2 我國天然氣計(jì)量體系的總體評價(jià)

我國天然氣計(jì)量體系在建設(shè)發(fā)展過程中，對相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入研究和參考，并根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)內(nèi)容制定出了符合我國發(fā)展實(shí)際的國家標(biāo)準(zhǔn)，使得我國天然氣計(jì)量體系技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量和數(shù)量都實(shí)現(xiàn)了大幅提升。在我國天然氣貿(mào)易規(guī)模不斷增長的背景下，優(yōu)化完善天然氣計(jì)量體系對于天然氣工業(yè)發(fā)展壯大具有十分重要的推動(dòng)作用，不僅能夠滿足我國天然氣生產(chǎn)和天然氣貿(mào)易