对天然气能量计量溯源性的若干认识

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1、万方数据162石油与天然气化工CHEMICALENGINEERlNGOFOIL＆GAS对天然气能量计量溯源性的若干认识陈赓良(中石油西南油气田公司天然气研究院)摘要天然气分析测试的溯源性在本质上就是标准气混合物(RGM)的溯源性。虽然我国目前尚未发布适用于天然气分析测试的溯源准则国家标准，但实际操作是与IS014111的规定相一致。关键词天然气分析测试标准气混合物热量计溯源性目前除香港中华电力公司龙鼓滩发电厂所属的计量站外，我国天然气交接计量中迄今尚未采用能量计量的方式。但随着我国天然气工业的迅速发展，在大规模交接计量中采用能量计量方式已经提到议事日程；且中国海洋石油公司已于2006年6月投

2、产的广东LNG项目，其交接计量的结算已确定为能量计量方式。鉴此，中国石油西南油气田公司于2002年就指示天然气研究院对实施天然气能量的相关配套技术开展全面研究；全国天然气标准化技术委员会也于2003年成立能量计量工作组，对国际标准草案“天然气一能量的测定”(Is0／DIs15112)开展跟踪研究，同时准备制定符合国情的天然气能量计量国家标准，并就实施后者时必须建立的配套标准提出建议。迄今为止，上述两个方面的工作均已取得可喜成果。但是，由于我国在天然气分析溯源方面尚未建立专门的国家标准，因而在测量结果的量值溯源及不确定度评价问题上存在不同的看法，本文就此问题提出笔者的观点。1GB／T18603

3、—2001对计量准确度的有关规定我国于2001年发布了国家标准“天然气计量系统技术要求”(GB／T18603)。从计量学的角度看，该标准是一项通用性的基础标准，并对能量计量也作了原则性的规定。在诸多原则性的规定中，最重要的是天然气计量站的分级及其相应有准确度要求。按GB／T18603的规定：计量系统的输出量可以是能量单位，其值是气体量和相应发热量的乘积；而测定天然气在标准参比条件下体积(或质量)发热量，最常用的技术则为以发热量测定仪直接测定或气相色谱仪间接测定。计量系统的准确度及其配套仪表的准确度均应符合该标准附录A(标准的附录)的规定(参见表1和表2)。表lG8／T18603对不厨等级计量

4、系统瀚准确度要求设计能力q。。，m3／hq。≥5005000≤qnvq。≥50000(标准参比条件)““≤50000“”1．用于测量的校验用系统．／例如：串联标准流量计’2．温度转换、／3．压力转换、／4．z一转换、／5．发热量和气体质量的确定、／6．每一时间周期的流量记录、／7．密度测量(代替2、3、4)、／准确度等级c级(3．O)B级(2．O)A级(1．O)注(1)规模较小的计量系统使用上述功能不受限制；(2)“、／”建议配套内容。表2GB／T18603对不同等级计量系统配套仪表的准确度要求项目A级(1．0)B级(2．0)C级(3．0)温度0．5℃O．5℃l℃压力O．2％O．5％1．O％

5、密度0．25％O．75％1．0％压缩因子0．25％O．5％0．5％发热量+0．5％1．0％1．O％工作条件下体积流量O．75％1．O％1．5％注：。当供用气双方用能量流量交接时需要配套的项目。万方数据第36卷第2期对天然气能量计量溯源性的若干认识163从表1和表2的数据可以看出，对于(体积)流量大于50000m3／h的A级计量站，其计量系统的准确度必须达到1％；如果采用能量方式则天然气发热量(直接测量或间接测定)的准确度必须达到O．5％。表l、表2中的数据均取自国际法制计量组织(0IML)Tc8／sc7制定的“气体燃料计量系统(草案)”。但从欧洲国家的实践经验看，A级站规定发热量的测定准确度

6、为0．5％对以热量计法为基础的直接测量比较合适，而对以气相色谱法测定为基础的间接测量则有些困难，故Is0／TCl93正在酝酿制定的能量计量有关实施细则中，准备将其准确度要求放宽为0．6％；而标准参比条件下体积流量测量的准确度则规定为0．8％。2量值溯源的途径分析表1和表2的数据也可以看出，天然气能量计量既涉及流量计量(物理测量)，又涉及分析测试(化学计量)，因而更增加了测量结果在量值传递及溯源准则方面的复杂性。在(体积)流量测量方面，我国目前不仅已参照AGA、IsO和EN等国外先进标准较完善地建立了(包括孔板、超声、涡轮等)一整套测量标准；并已建立了两套准确度可达0．25％的基准级测量装置，

7、故实施能量计量不存在量值溯源方面的困难。因此，以下着重讨论气相色谱法和热量计法测定天然气热量的量值溯源问题。所谓溯源性在字面上的意义就是追溯的能力。在计量学上，溯源性是指在要求进行的测量过程与被认为是“基准的”或“无可争议的”某个量值或一组量值之间，存在一条不问断的、相互联系的、并已经过验证的通道(pathway)。这条通道被称为溯源链，最完整的溯源链可以清楚地追溯到sI制的基本单位。量值溯源的总体目标是建立