張秋萍李森王璠

1.武漢市度量衡管理所 2.湖北省氣體燃料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

天然氣作為清潔燃料應(yīng)用在汽車(chē)上能夠顯著改善汽車(chē)的排放性能。近年來(lái)，在一系列積極政策的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)大中城市出租車(chē)和公交汽車(chē)基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全面使用壓縮天然氣為燃料。為汽車(chē)充裝壓縮天然氣的加氣站也得到了迅猛發(fā)展，根據(jù)規(guī)劃，到2020年，全國(guó)要建成約12 000座車(chē)用天然氣加氣站。

作為流通中的商品，車(chē)用壓縮天然氣的質(zhì)量指標(biāo)已經(jīng)受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。我國(guó)地域遼闊，各地使用的天然氣氣源呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，天然氣組分因產(chǎn)地和季節(jié)等因素表現(xiàn)出較為顯著的差異。王兵峰等[1]詳細(xì)研究了車(chē)用壓縮天然氣組分對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、排放影響的計(jì)算分析，研究結(jié)果表明，天然氣中含有過(guò)多的低發(fā)熱量燃料和惰性氣體時(shí)，會(huì)同時(shí)對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性和排放性能產(chǎn)生顯著的影響。因此，應(yīng)在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)車(chē)用壓縮天然氣的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定。我國(guó)最早用于規(guī)范車(chē)用壓縮天然氣質(zhì)量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)為SY/T 7546-1996《汽車(chē)用壓縮天然氣》[2]，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車(chē)用壓縮天然氣提出了5個(gè)技術(shù)要求，即高位發(fā)熱量、硫化氫含量、總硫(以硫計(jì))含量、二氧化碳含量和水露點(diǎn)，并給出了每個(gè)技術(shù)要求的試驗(yàn)方法。然而，該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法與壓縮天然氣實(shí)際應(yīng)用情況并不相適應(yīng)。鑒于此，我國(guó)在2000年頒布了國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 18047-2000《車(chē)用壓縮天然氣》[3]。該標(biāo)準(zhǔn)建立在SY/T 7546-1996的基礎(chǔ)上，并參考了ISO 15403:1998《天然氣——作為車(chē)用壓縮燃料的質(zhì)量指標(biāo)》[4]。GB 18047-2000的頒布和實(shí)施對(duì)保障壓縮天然氣氣質(zhì)、壓縮天然氣汽車(chē)和加氣站的安全和正常運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用,經(jīng)過(guò)十余年的持續(xù)發(fā)展和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的大量積累，該標(biāo)準(zhǔn)已于2017年得到了修訂，并于2018年4月開(kāi)始執(zhí)行[5]。為了更好地理解和貫徹執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)，本文從技術(shù)要求和試驗(yàn)方法的變化兩個(gè)角度對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)解讀，并指出新標(biāo)準(zhǔn)中待完善之處。

1 技術(shù)要求

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不僅是政府行政部門(mén)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督的依據(jù)，同時(shí)也是企業(yè)把握自身產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)桿，標(biāo)準(zhǔn)中通常都會(huì)明確規(guī)定產(chǎn)品的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。表1對(duì)車(chē)用壓縮天然氣新舊標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)要求進(jìn)行了詳細(xì)比較。

表1 車(chē)用壓縮天然氣新舊標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目和技術(shù)要求比較Table 1 Inspection items and technical requirements of CNG in the new and old standards項(xiàng)目GB 18047-2017技術(shù)要求GB 18047-2000技術(shù)要求高位發(fā)熱量/(MJ·m-3)≥31.4 >31.4總硫(以硫計(jì))/(mg·m-3)≤100≤200ρ(硫化氫)/(mg·m-3)≤15≤15y(二氧化碳)/%≤3.0≤3.0y(氧氣)/%≤0.5≤0.5水含量在汽車(chē)駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi),在壓力不大于25 MPa和環(huán)境溫度不低于-13 ℃的條件下,水的質(zhì)量濃度應(yīng)不大于30 mg/m3水露點(diǎn)在汽車(chē)駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi),在壓力不大于25 MPa和環(huán)境溫度不低于-13 ℃的條件下,水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 ℃在汽車(chē)駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi),在最高操作壓力下,水露點(diǎn)不應(yīng)低于-13 ℃;當(dāng)最低溫度低于-8 ℃時(shí),水露點(diǎn)應(yīng)比最低氣溫低5 ℃

總體上看，在檢驗(yàn)項(xiàng)目方面，新舊標(biāo)準(zhǔn)基本保持一致，均主要涉及5個(gè)項(xiàng)目，即高位發(fā)熱量、總硫(以硫計(jì))、硫化氫、二氧化碳、氧氣和水露點(diǎn)。在技術(shù)要求方面，高位發(fā)熱量、硫化氫、二氧化碳和氧氣均沒(méi)有太大變化，只是在表述方面更為精準(zhǔn)，如二氧化碳和氧氣的含量進(jìn)一步明確為摩爾分?jǐn)?shù)。總硫(以硫計(jì))和水露點(diǎn)變化較大，并且新增了水含量這一技術(shù)指標(biāo)。

1.1 總硫(以硫計(jì))

天然氣中的總硫(以硫計(jì))一般是指天然氣中所含的有機(jī)硫化合物。這類(lèi)化合物通常被稱(chēng)為“潛在的腐蝕性化合物”[6]，這是因?yàn)闆](méi)有液相水存在時(shí)，此類(lèi)化合物的腐蝕性并不會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。然而，一旦存在液相水，此類(lèi)化合物的存在有可能對(duì)加氣站和天然氣汽車(chē)所有的高壓貯氣鋼瓶、管道、閥門(mén)等金屬材料產(chǎn)生腐蝕，造成較大的安全隱患。雖然，壓縮天然氣在投入流通前，均要進(jìn)行嚴(yán)格的脫水處理，但脫水裝置的效率并不能百分之百得到保證。此外，硫化物燃燒后形成的產(chǎn)物多為對(duì)環(huán)境并不友好的二氧化硫或三氧化硫等物質(zhì)。因此，為充分保障天然氣的安全系數(shù)和環(huán)保性能，有必要對(duì)天然氣中總硫(以硫計(jì))含量規(guī)定上限值。

舊版標(biāo)準(zhǔn)GB 18047-2000規(guī)定的總硫(以硫計(jì))技術(shù)要求上限值為200 mg/m3，該值源自商品天然氣標(biāo)準(zhǔn)GB 17820-1999《天然氣》中對(duì)二類(lèi)天然氣總硫含量的規(guī)定值[7]。然而，從燃料的適用設(shè)備來(lái)看，內(nèi)燃機(jī)、車(chē)載貯氣瓶及其他汽車(chē)零部件對(duì)車(chē)用壓縮天然氣的質(zhì)量要求明顯應(yīng)比普通民用天然氣更為苛刻，因此簡(jiǎn)單地采用同等標(biāo)準(zhǔn)并不合理。而且，近年來(lái)，隨著汽車(chē)保有量的大幅持續(xù)增加，汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境的負(fù)荷日益突出，200 mg/m3的規(guī)定限值已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)要求。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣技術(shù)委員會(huì)也于2006年以技術(shù)報(bào)告的形式建議將車(chē)用壓縮燃料的總硫含量降低到120 mg/m3。為適應(yīng)國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)車(chē)用壓縮天然氣新版標(biāo)準(zhǔn)GB 18047-2017將總硫(以硫計(jì))技術(shù)指標(biāo)上限值修改為100 mg/m3,極大地提高了車(chē)用壓縮天然氣的安全系數(shù)和環(huán)保性能。隨著GB 17280《天然氣》的再次修訂，這一指標(biāo)有望進(jìn)一步得到提高。

1.2 水含量和水露點(diǎn)

天然氣中水的存在會(huì)降低其發(fā)熱量和管道的輸送能力，會(huì)加速天然氣中酸性組分對(duì)管道和設(shè)備的腐蝕，還可能會(huì)與天然氣中的一些氣體生成天然氣水合物而堵塞管道和閥門(mén),因此考察天然氣中水含量對(duì)保障安全生產(chǎn)至關(guān)重要。表2詳細(xì)對(duì)比了車(chē)用壓縮天然氣新舊版標(biāo)準(zhǔn)中水露點(diǎn)的技術(shù)指標(biāo)。

表2 車(chē)用壓縮天然氣新舊版標(biāo)準(zhǔn)中水露點(diǎn)的技術(shù)指標(biāo)Table 2 Comparison of the content of water or the dew point between the new and old standards標(biāo)準(zhǔn)操作壓力p環(huán)境溫度T水露點(diǎn)tGB 18047-2000最高操作壓力T≥-8 ℃T<-8 ℃t≤-13 ℃t≤T-5 ℃GB 18047-2017p≤25 MPaT<-13 ℃T≥-13 ℃t≤T-5 ℃不以水露點(diǎn)界定

從表2可以看出，在水露點(diǎn)指標(biāo)方面，GB 18047-2017相比于GB 18047-2000的變化主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：①明確了“最高操作壓力”為25 MPa，含義更為具體，利于理解；②將“水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5 ℃”的基準(zhǔn)分界點(diǎn)從-8 ℃降低到-13 ℃，水露點(diǎn)技術(shù)要求相對(duì)放寬；③水含量和水露點(diǎn)雙指標(biāo)并軌：當(dāng)環(huán)境溫度不低于基準(zhǔn)分界點(diǎn)-13 ℃時(shí)，以“水的質(zhì)量濃度”代替“水露點(diǎn)”來(lái)衡量車(chē)用壓縮天然氣中的水含量。

我國(guó)地域遼闊，南北方環(huán)境溫度相差較大，南方地區(qū)全年環(huán)境溫度基本都在基準(zhǔn)分界點(diǎn)-13 ℃以上，北方部分地區(qū)冬季環(huán)境溫度有可能低于-13 ℃。因此，依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)，南方地區(qū)衡量車(chē)用壓縮天然氣質(zhì)量時(shí)應(yīng)考察技術(shù)指標(biāo)“水含量”，而北方地區(qū)在嚴(yán)冬時(shí)則應(yīng)考察技術(shù)指標(biāo)“水露點(diǎn)”。顯然，新修改的“水含量”和“水露點(diǎn)”并軌標(biāo)準(zhǔn)更符合我國(guó)實(shí)際情況。同時(shí)，對(duì)水露點(diǎn)技術(shù)要求的適當(dāng)放寬有利于各類(lèi)型的加氣站選擇合適的脫水裝置，降低電能和分子篩的消耗量，避免資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

1.3 壓縮天然氣加臭

由于天然氣是一種無(wú)色無(wú)味有毒氣體，為了便于發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏，需要對(duì)無(wú)臭味或臭味不足的天然氣額外添加加臭劑。GB 18047-2000和GB 18047-2017對(duì)壓縮天然氣的臭味及加臭劑最小量應(yīng)滿(mǎn)足的要求并無(wú)較大差別，均要求壓縮天然氣應(yīng)有可察覺(jué)的臭味,加臭劑的最小量應(yīng)符合當(dāng)天然氣泄漏到空氣中，達(dá)到爆炸下限濃度的20%時(shí)應(yīng)能察覺(jué)。然而，基于可燃?xì)怏w報(bào)警器等一系列高靈敏度氣體探測(cè)儀的發(fā)展，天然氣有無(wú)泄漏或者泄漏濃度可由氣體探測(cè)儀自動(dòng)檢測(cè)出來(lái)并在超出報(bào)警濃度時(shí)發(fā)出警報(bào)。因此，GB 18047-2017將GB 18047-2000中壓縮天然氣加臭的強(qiáng)制性條款轉(zhuǎn)為推薦性條款，對(duì)壓縮天然氣加臭及加臭劑種類(lèi)并不做強(qiáng)制性規(guī)定。

2 試驗(yàn)方法

我國(guó)已初步構(gòu)建了以GB 17820為核心的天然氣產(chǎn)品和分析測(cè)試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系[8]，這些標(biāo)準(zhǔn)可以覆蓋車(chē)用壓縮天然氣各技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)方法要求。表3對(duì)GB 18047-2017和GB 18047-2000各技術(shù)指標(biāo)采用的試驗(yàn)方法進(jìn)行了比較。從整體上看，新版標(biāo)準(zhǔn)各技術(shù)指標(biāo)的試驗(yàn)方法比舊版標(biāo)準(zhǔn)有更多的選擇性，但用于仲裁目的的試驗(yàn)方法與舊版標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

2.1 天然氣組成測(cè)定

目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)定天然氣的組成普遍采用的方法是氣相色譜法[28]。GB 18047-2000中天然氣的組成測(cè)定只采用了GB/T 13610一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而GB 18047-2017中除采用GB/T 13610外，還采用了GB/T 27894第3～第6部分，該標(biāo)準(zhǔn)源自ISO 6974。在適用范圍方面，GB/T 13610適用于天然氣及類(lèi)似的氣體混合物，而GB/T 27894第3～第6部分只適用于天然氣，范圍相對(duì)較窄。在分析條件方面[29]，GB/T 27894第3～第6部分對(duì)色譜柱類(lèi)型、檢測(cè)器種類(lèi)及色譜分析條件等均作了明確而又詳細(xì)的規(guī)定，因此其重復(fù)性和再現(xiàn)性較好。GB/T 13610對(duì)分析條件如色譜柱類(lèi)型和分離效果等并沒(méi)有作具體規(guī)定，只進(jìn)行了原則性的規(guī)定，只要可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的分離效果，操作條件可以按實(shí)際情況自行選擇。因此，GB/T 13610的靈活性相對(duì)突出，對(duì)各實(shí)驗(yàn)室的普適性較好，鑒于此，該方法被列為我國(guó)車(chē)用壓縮天然氣組成測(cè)定的仲裁方法。

表3 車(chē)用壓縮天然氣新舊版標(biāo)準(zhǔn)中各技術(shù)指標(biāo)采用的試驗(yàn)方法Table 3 Test methods adopted by the new and old standards項(xiàng)目GB 18047-2017 GB 18047-2000高位發(fā)熱量GB/T 11062[9]、GB/T 13610[10]、GB/T 27894.3[11]、GB/T 27894.4[12]、GB/T 27894.5[13]、GB/T 27894.6[14]仲裁試驗(yàn)方法:GB/T 13610[10]GB/T 11062[9]、GB/T 13610[10]總硫(以硫計(jì))GB/T 11060.4[15]、GB/T 11060.5 [16]、GB/T 11060.7[17]、GB/T 11060.8[18]仲裁試驗(yàn)方法:GB/T 11060.4[15]GB/T 11061[19]硫化氫GB/T 11060.1[20]、GB/T 11060.2[21]、GB/T 11060.3[22]仲裁試驗(yàn)方法:GB/T 11060.1[20]GB/T 11060.1[20]二氧化碳GB/T 13610[10]、GB/T 27894.3[11]、GB/T 27894.4[12]、GB/T 27894.5[13]、GB/T 27894.6[14]仲裁試驗(yàn)方法:GB/T 13610[10]GB/T 13610[10]氧氣GB/T 13610[10]、GB/T 27894.3[11]、GB/T 27894.4[12]、GB/T 27894.5[13]、GB/T 27894.6[14]仲裁試驗(yàn)方法:GB/T 13610[10]GB/T 13610[10]水含量/水露點(diǎn)GB/T 17283[23] 、GB/T 18619.1[24]、GB/T 21069[25]、GB/T 27896[26]、GB/T 22634[27]仲裁試驗(yàn)方法:GB/T 17283[23]GB/T 17283[23]

2.2 總硫(以硫計(jì))含量的測(cè)定

天然氣中總硫含量的測(cè)定可以采用氧化微庫(kù)侖法[29]、氫解-速率計(jì)比色法、林格奈燃燒法和紫外熒光光度法[29]。雖然，這4種方法的檢測(cè)原理存在較大的區(qū)別，但總體思路均是將各種形態(tài)的硫轉(zhuǎn)化成二氧化硫或硫化氫后測(cè)定其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。在適用范圍上，4種測(cè)定方法稍有區(qū)別[30]，其中，氧化微庫(kù)侖法適用于總硫含量為1～1 000 mg/m3的天然氣；氫解速率計(jì)比色法適用于總硫含量為0.1～26.0 mg/m3的天然氣；林格奈燃燒法適用于總硫含量為0.5～1 000.0 mg/m3的天然氣；紫外熒光光度法適用于總硫含量為1～200 mg/kg的含硫天然氣體燃料，基本可滿(mǎn)足GB 18047-2017中對(duì)總硫含量限值不超過(guò)100 mg/m3的測(cè)量要求。在實(shí)際應(yīng)用方面，林格奈燃燒法由于測(cè)量步驟較為繁瑣,操作復(fù)雜,精密度較差等原因，方法使用率并不高，目前該方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11060.7已被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于2017年12月以2017年第31號(hào)公告批準(zhǔn)廢止。紫外熒光光度法相比于其他3種方法具有操作較為簡(jiǎn)便、靈敏度較高、抗干擾能力強(qiáng)及精密度較好的優(yōu)點(diǎn)[31]，比較適用于實(shí)驗(yàn)室之間的國(guó)際和國(guó)內(nèi)比對(duì)以及實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制。氧化微庫(kù)侖法作為一種經(jīng)典的電化學(xué)測(cè)量方法，其原理簡(jiǎn)單且溯源性條理清晰，因此仍然被選為我國(guó)天然氣總硫含量測(cè)定的仲裁方法。

2.3 硫化氫含量檢測(cè)

GB 18047-2017中規(guī)定車(chē)用壓縮天然氣中硫化氫含量的測(cè)定可以選用碘量法、亞甲基藍(lán)法、乙酸鉛反應(yīng)速率雙光路檢測(cè)法。這3種檢測(cè)方法都屬于化學(xué)方法，核心思想是利用硫化氫和一些金屬化合物如硫化鋅、乙酸鉛等反應(yīng)生成沉淀，再通過(guò)相應(yīng)的方法如返滴定、光學(xué)檢測(cè)等返算得到硫化氫含量[32]。在檢測(cè)范圍方面，3者有所區(qū)別，碘量法的檢測(cè)范圍較寬，可以檢測(cè)濃度為0%～100%的H2S氣體；亞甲藍(lán)法的檢測(cè)范圍較窄[33]，只適用于H2S質(zhì)量濃度為0～23 mg/m3的天然氣；乙酸鉛反應(yīng)速率雙光路檢測(cè)法的檢測(cè)范圍也比較窄，為0.1～22.0 mg/m3，但是可以通過(guò)稀釋將H2S檢測(cè)方法擴(kuò)大至100%。在具體應(yīng)用中，亞甲藍(lán)法由于對(duì)環(huán)境溫度條件要求較高,實(shí)際應(yīng)用時(shí),存在一定的困難[34]。乙酸鉛反應(yīng)速率雙光路檢測(cè)法對(duì)檢測(cè)儀器設(shè)備要求較高。碘量法雖然操作較為繁瑣，且測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性受諸多因素影響[35-36]，但因其是經(jīng)典的化學(xué)分析方法 ，具備原理準(zhǔn)確可靠且測(cè)量范圍廣和試驗(yàn)成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，仍被選為我國(guó)車(chē)用壓縮天然氣中硫化氫含量測(cè)定的首選方法和仲裁方法。

2.4 水含量和水露點(diǎn)檢測(cè)

天然氣工業(yè)對(duì)天然氣的含水狀態(tài)一般通過(guò)兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量,即水含量和水露點(diǎn)。相比于GB 18047-2000，GB 18047-2017沒(méi)有單純地只采用水露點(diǎn)作為衡量指標(biāo)，而是將水含量和水露點(diǎn)二者均作為車(chē)用壓縮天然氣的技術(shù)要求，具體采用哪一指標(biāo)視具體情況而定。由于水含量的檢測(cè)方法遠(yuǎn)多于水露點(diǎn)的檢測(cè)方法，因此這一改進(jìn)極大地豐富和擴(kuò)充了天然氣中水含量/水露點(diǎn)的檢測(cè)方法選擇范圍。新標(biāo)準(zhǔn)中，車(chē)用壓縮天然氣的水含量和水露點(diǎn)測(cè)定除了可以采用傳統(tǒng)的物理方法——冷卻鏡面凝析法外，還可以采用化學(xué)方法——卡爾費(fèi)休-庫(kù)侖法、電子分析法、五氧化二磷吸收法。

卡爾費(fèi)休-庫(kù)侖法適用于水含量為5～5 000 mg/m3的天然氣，其靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、分析速度快，具有較高的準(zhǔn)確度和精密度。但是由于任何氧化劑和還原劑組分，如硫化氫、硫醇和含氮有機(jī)物等都會(huì)同卡爾費(fèi)休試劑發(fā)生反應(yīng)，因此卡爾費(fèi)休法并不適用于天然氣中含同卡爾費(fèi)休試劑反應(yīng)的其他組分時(shí)的水含量測(cè)定[37]。五氧化二磷吸收法適用于壓力>1 MPa、水含量≥10 mg/m3的無(wú)硫和酸性天然氣。當(dāng)天然氣中含有醇類(lèi)、硫醇、硫化氫、乙二醇等時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)和五氧化二磷發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。電子分析法中所用的電子水分分析儀可以采用不同的傳感元件，主要有電容式、電解式、壓電式、激光式和光纖式，這些方法的準(zhǔn)確性影響因素各不相同[38]，穩(wěn)定性和檢測(cè)速度也有區(qū)別。冷卻鏡面凝析法是天然氣水露點(diǎn)測(cè)定最常用的方法，該方法露點(diǎn)檢測(cè)范圍較寬，且方法準(zhǔn)確度高、分析速度快、重復(fù)性和再現(xiàn)性都比較好，是我國(guó)車(chē)用壓縮天然氣水露點(diǎn)檢測(cè)的仲裁試驗(yàn)方法。

實(shí)際上，天然氣的水含量和水露點(diǎn)之間可以相互進(jìn)行換算[27]，即已知天然氣干氣組分(摩爾分?jǐn)?shù))、水含量(mg/m3)和天然氣總壓力時(shí),可通過(guò)計(jì)算得到天然氣的水露點(diǎn)；或者已知天然氣干氣組分(摩爾分?jǐn)?shù))、水露點(diǎn)(℃)和天然氣總壓力時(shí)，可通過(guò)計(jì)算得到天然氣的水含量。此次修訂納入了換算的方法標(biāo)準(zhǔn)，很好地關(guān)聯(lián)了車(chē)用壓縮天然氣中水含量和水露點(diǎn)之間的關(guān)系。

3 需要完善的內(nèi)容

此次標(biāo)準(zhǔn)修訂在內(nèi)容設(shè)置上更為科學(xué)、合理，能夠較好地符合當(dāng)前車(chē)用壓縮天然氣的發(fā)展現(xiàn)狀，但是仍然有部分技術(shù)指標(biāo)要求過(guò)低，部分內(nèi)容需進(jìn)一步完善。

3.1 高位發(fā)熱量

高位發(fā)熱量的技術(shù)指標(biāo)沒(méi)有提高，最低值仍為31.4 MJ/m3。該值源自商品天然氣標(biāo)準(zhǔn)GB 17820-1999《天然氣》中對(duì)二類(lèi)天然氣高位發(fā)熱量的要求，并未考慮到天然氣“車(chē)用”的特殊要求[39]，車(chē)用燃料發(fā)熱量過(guò)低時(shí)會(huì)使汽車(chē)動(dòng)力達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。另外，我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)脫水、脫硫等凈化處理工藝相比以往已有大幅提升，燃?xì)獾募兌忍岣邉?shì)必導(dǎo)致其發(fā)熱量提高。目前,車(chē)用壓縮天然氣中甲烷的摩爾分?jǐn)?shù)基本都可保持在90%以上，對(duì)應(yīng)的高位發(fā)熱量均在35 MJ/m3以上。因此，應(yīng)適當(dāng)提高車(chē)用壓縮天然氣的高位發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 液態(tài)烴檢測(cè)方法

天然氣是一種多組分烴類(lèi)混合物，當(dāng)高碳數(shù)烴類(lèi)物質(zhì)含量較高時(shí)，如果環(huán)境溫度低于烴露點(diǎn)，這些物質(zhì)就會(huì)凝析，易引起管道的積液，從而影響天然氣的正常輸送以及管道的輸送能力，車(chē)用壓縮天然氣中存在的液態(tài)烴甚至?xí)?dǎo)致壓縮機(jī)損壞、橡膠元件失效。因此，需要對(duì)其中的重?zé)N含量予以控制。目前，我國(guó)天然氣根據(jù)礦藏特點(diǎn)不同分為氣井氣、凝析井氣和油田氣，其中氣井氣中重?zé)N含量極少，幾乎不存在烴類(lèi)凝析現(xiàn)象，而凝析井氣和油田氣中丙烷、丁烷以及C5以上的組分含量相對(duì)較高[40]，在一定的溫度和壓力條件下可能會(huì)凝析[41]。GB 18047-2017對(duì)液態(tài)烴只做了定性規(guī)定，即在操作壓力和溫度下，車(chē)用壓縮天然氣中不應(yīng)存在液態(tài)烴。然而，該標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有給出具體指標(biāo)及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法，對(duì)氣源為凝析井氣和油田氣的壓縮天然氣適應(yīng)性不強(qiáng)。因此，建議在GB 18047-2017中，以附錄的方式提出此類(lèi)車(chē)用壓縮天然氣中液態(tài)烴含量的具體指標(biāo)及其檢測(cè)方法。類(lèi)似于水含量/水露點(diǎn)，液態(tài)烴含量可通過(guò)烴露點(diǎn)來(lái)反映。目前，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)烴露點(diǎn)檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)化，即有GB/T 27895-2011《天然氣烴露點(diǎn)的測(cè)定 冷卻鏡面目測(cè)法》和GB/T 30492-2014《天然氣 烴露點(diǎn)計(jì)算的氣相色譜分析要求》兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，建議在車(chē)用壓縮天然氣的技術(shù)指標(biāo)中增加“液態(tài)烴含量/烴露點(diǎn)”，并將GB/T 27895和GB/T 30492兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)引入到GB 18047中。

4 結(jié)論與建議

(1) 車(chē)用壓縮天然氣新標(biāo)準(zhǔn)GB 18047-2017相比于GB 18047-2000在內(nèi)容設(shè)置上更為科學(xué)、合理，能夠較好地符合當(dāng)前車(chē)用壓縮天然氣的發(fā)展現(xiàn)狀。新標(biāo)準(zhǔn)中車(chē)用壓縮天然氣的檢驗(yàn)項(xiàng)目沒(méi)有發(fā)生太大的變化，依然是以高位發(fā)熱量、總硫(以硫計(jì))、硫化氫、二氧化碳、氧氣和水露點(diǎn)來(lái)考察其質(zhì)量。

(2) 新標(biāo)準(zhǔn)中，高位發(fā)熱量、硫化氫、二氧化碳和氧氣的技術(shù)要求基本和舊版標(biāo)準(zhǔn)保持一致,但總硫(以硫計(jì))的技術(shù)要求變化較大，上限值由200 mg/m3降低到100 mg/m3。在水含量/水露點(diǎn)方面，首次以“水的質(zhì)量濃度”代替“水露點(diǎn)”衡量環(huán)境溫度不低于基準(zhǔn)分界點(diǎn)時(shí)車(chē)用壓縮天然氣的含水狀態(tài)。此外，在壓縮天然氣加臭方面，GB 18047-2017將GB 18047-2000中的強(qiáng)制性條款轉(zhuǎn)為推薦性條款。

(3) 新標(biāo)準(zhǔn)極大地豐富和擴(kuò)充了各項(xiàng)目的試驗(yàn)方法，方法的選擇性增多,但同時(shí)也規(guī)定了各項(xiàng)目的仲裁試驗(yàn)方法,所選用的仲裁試驗(yàn)方法和舊版標(biāo)準(zhǔn)中各項(xiàng)目的試驗(yàn)方法保持一致。

(4) 新標(biāo)準(zhǔn)中高位發(fā)熱量的技術(shù)要求下限值沒(méi)有提高，仍為31.4 MJ/m3，與實(shí)際情況差別較大，建議適當(dāng)提高高位發(fā)熱量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，對(duì)車(chē)用壓縮天然氣中的液態(tài)烴沒(méi)有給出具體指標(biāo)及對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方法。建議結(jié)合當(dāng)前我國(guó)“液態(tài)烴含量/烴露點(diǎn)”檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)化情況，在車(chē)用壓縮天然氣技術(shù)指標(biāo)中新增“液態(tài)烴含量/烴露點(diǎn)”。