上海天然氣貿(mào)易交接采用能量計量的探索

金美華 任學(xué)弟/.上海燃?xì)?集團(tuán))有限公司，.上海市計量測試技術(shù)研究院

0 引言

隨著各種氣源的天然氣和液化天然氣（LNG）進(jìn)入上海天然氣管網(wǎng),以及燃?xì)夤鞠掠斡脩舻脑黾?，天然氣貿(mào)易計量的規(guī)模不斷增大。由于國家現(xiàn)行天然氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的寬泛，導(dǎo)致不同氣源有著不同的品質(zhì)，尤其是發(fā)熱量的差異。如上海目前已有四種主要?dú)庠矗淦焚|(zhì)和熱值不盡相同,不同質(zhì)量的天然氣卻按相同的價格進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算,而用戶使用的是天然氣熱能，因此有必要進(jìn)行天然氣能量計量的嘗試。

1 天然氣貿(mào)易計量的方式

天然氣貿(mào)易交接計量的方式主要有能量計量和體積（質(zhì)量）計量。能量計量系統(tǒng)在歐美國家已被普遍采用，我國目前除了臺灣和香港地區(qū)、已經(jīng)投產(chǎn)的廣東及福建的LNG項(xiàng)目試點(diǎn)使用能量計量方式外，全部沿用體積計量方式。從國外的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，由于能量計量固有的科學(xué)性和合理性，計量與結(jié)算方式的改變對天然氣工業(yè)的發(fā)展具有重要作用。我國前幾年就為實(shí)施能量計量在標(biāo)準(zhǔn)制定等方面做了大量的準(zhǔn)備，但目前總體尚在試點(diǎn)階段，未在全國各地推廣實(shí)施。

2 能量計量技術(shù)方案

能量計量是在體積（質(zhì)量）計量的基礎(chǔ)上，增加發(fā)熱量測定，即天然氣的量（體積或質(zhì)量）與發(fā)熱量的乘積。它們都涉及流量測量、組成分析、物性參數(shù)測定等設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)和方法。

根據(jù)最新頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22723-2008《天然氣能量的測定》和早先發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18603-2001《天然氣計量系統(tǒng)技術(shù)要求》，可以初步制定天然氣能量計量技術(shù)方案。GB/T22723-2008則規(guī)定了天然氣計量的體積測量、發(fā)熱量測量、體積換算、檢定和校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)儲存和傳輸?shù)姆椒ㄒ约澳芰繙y定的界面劃分和測定方法。

上海燃?xì)饽芰坑嬃考夹g(shù)方案則按照GB/T22723-2008和GB/T18603-2001制定技術(shù)方案：根據(jù)氣源供應(yīng)情況，選擇下游電廠用戶，確定能量計量的試點(diǎn)。計量站使用的計量設(shè)備和方法取決于流量、氣體的商業(yè)價值、氣質(zhì)變化、冗余要求以及儀器的技術(shù)規(guī)格。并且符合GB/T18603-2001不同等級計量系統(tǒng)要求的方法和計量設(shè)備或產(chǎn)品測量天然氣的量。其中有兩種方法可用來進(jìn)行測量。

（1）體積測量

根據(jù)天然氣流動條件、流量測量范圍、操作條件（操作壓力等）可接受的壓力損失及準(zhǔn)確度等因素選用合適的流量計。

（2）發(fā)熱量測量

發(fā)熱量測量系統(tǒng)由取樣系統(tǒng)和直接測量（熱量計）、間接測量（氣相色譜儀）、關(guān)聯(lián)技術(shù)等三種設(shè)備中的一種組合構(gòu)成。即可以配置熱值儀或色譜儀測量發(fā)熱量。

另外能量測定方法也可以選擇在同一計量站測定體積和發(fā)熱量，進(jìn)行間接能量測量。天然氣的體積、發(fā)熱量和諸如CO2含量和氣體密度等其他物理參數(shù)在計量站分別測定，這些測量設(shè)備均單獨(dú)檢定或校準(zhǔn)；在測定點(diǎn)，典型的顯示數(shù)據(jù)是體積流量和能量數(shù)值。

3 國內(nèi)外天然氣能量計量方案

我國廣東大鵬LNG站貿(mào)易交接全部采用能量計量，下游交接點(diǎn)約20幾個，流量計采用渦輪和超聲流量計，用在線色譜儀（全部是丹尼爾產(chǎn)品）測量氣體組分后計算發(fā)熱量。流量和發(fā)熱量數(shù)據(jù)發(fā)送到能量測定中心站，測定流量和能量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)貿(mào)易結(jié)算。據(jù)介紹，國外在天然氣能量計量中普遍采用氣相色譜法間接測定發(fā)熱量。但直接測量法（燃燒法）是基準(zhǔn)方法，美國在1990年前能量計量中曾廣泛使用利用當(dāng)量燃燒原理的熱量計進(jìn)行在線測定。

4 上海燃?xì)饽芰坑嬃抗ぷ魍七M(jìn)方案

2009年上海燃?xì)饧瘓F(tuán)按照國家GB/T22723-2008標(biāo)準(zhǔn)提供的采用測量或計算的方式進(jìn)行了能量測定的嘗試，結(jié)合下游大用戶計量站計量設(shè)備配置現(xiàn)狀，確定了四大電廠為能量計量試點(diǎn)的技術(shù)方案。技術(shù)方案主要是現(xiàn)行計量系統(tǒng)里增加在線氣相色譜儀，實(shí)時監(jiān)測天然氣組分和發(fā)熱量，通過天然氣流量和發(fā)熱量計算得到天然氣流量和能量數(shù)據(jù)。目前，若暫不考慮能量計量裝置溯源等問題，上述幾個貿(mào)易計量站試點(diǎn)技術(shù)上已具備能量計量條件。

從長遠(yuǎn)來看，燃?xì)夤?yīng)企業(yè)應(yīng)嘗試運(yùn)用各種技術(shù)手段將各上游氣源的發(fā)熱量等氣質(zhì)指標(biāo)控制在一定范圍內(nèi)，從而制定出上海地區(qū)所供天然氣熱值標(biāo)準(zhǔn)。同時在區(qū)域內(nèi)合理選點(diǎn)定期測定熱值，并將結(jié)果賦值給氣體計量站，最終實(shí)現(xiàn)上海地區(qū)的能量計量。

5 存在的問題

由于能量計量是一個系統(tǒng)工程，除了必須具備計量裝置等硬件，還存在一系列的政策、價格機(jī)制等問題，而非供氣企業(yè)一家能承擔(dān)解決。

5.1 法規(guī)問題

GB/T22723-2008標(biāo)準(zhǔn)雖然在技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)層面上為我國實(shí)行能量計量提供了依據(jù)和技術(shù)支持，但這是一個推薦性標(biāo)準(zhǔn)，貿(mào)易雙方能否按照能量計量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行貿(mào)易交接，還要期待相關(guān)配套政策的出臺。目前國家尚無任何有關(guān)能量計量的文件，所以若要實(shí)施能量計量需合同雙方約定認(rèn)可方可采用，否則將難以推行。

5.2 價格體制

實(shí)施天然氣能量計量并非單純計量技術(shù)的進(jìn)步，它與國家的能源開發(fā)政策和能源價格政策密切有關(guān)，故也涉及一些法制問題。采用能量計量最終涉及能量計費(fèi)，必須首先確定基準(zhǔn)的熱值，在此基礎(chǔ)上核價計費(fèi)，完成計量貿(mào)易交接。

5.3 能量計量裝置的溯源

一直以來，我國始終采用天然氣體積計量進(jìn)行貿(mào)易計量，圍繞體積計量系統(tǒng)溯源的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、量值溯源的標(biāo)準(zhǔn)裝置都已建立。

GB/T22723-2008標(biāo)準(zhǔn)2011年8月開始實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了測定、計算方法等，實(shí)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、操作程序、尤其是物性測量天然氣分析溯源準(zhǔn)則的國家標(biāo)準(zhǔn)都還未建立。按照國際標(biāo)準(zhǔn)，以氣相色譜法測定天然氣發(fā)熱量需要準(zhǔn)確度等級優(yōu)于0.5%的標(biāo)準(zhǔn)氣混合物（RGM）對測定結(jié)果進(jìn)行評價（標(biāo)定），而我國僅有低于1.0%準(zhǔn)確度等級的標(biāo)準(zhǔn)氣混合物（RGM），有待進(jìn)一步提高。作為試點(diǎn)，廣東大鵬LNG站使用的標(biāo)準(zhǔn)氣全部是從國外進(jìn)口，型式批準(zhǔn)等相關(guān)手續(xù)都尚未正式開展。

6 結(jié)語

綜上所述，發(fā)熱量的測定可以采用直接或間接測量方法，直接測量即熱量計法，相比色譜法應(yīng)用、維護(hù)要相對簡單，國外作為能量計量計價基準(zhǔn)的天然氣發(fā)熱量（熱量計法）測定的準(zhǔn)確度已達(dá)到很高的水平，可以用來評定氣相色譜法測定值的不確定度。在線色譜儀的維護(hù)保養(yǎng)專業(yè)性強(qiáng)，就目前上海燃?xì)饧瘓F(tuán)在線色譜儀應(yīng)用現(xiàn)狀，要維持日常能量計量應(yīng)用難度很大。

相對在線氣相色譜儀，采用熱量計直接進(jìn)行發(fā)熱量測定要簡單，但是國內(nèi)采用熱量計法的目前還沒有，需要進(jìn)一步調(diào)研比較。除了廣東大鵬LNG站，福建LNG站也采用了能量計量，需了解他們的技術(shù)方案（發(fā)熱量測量設(shè)備）、實(shí)施過程、量值溯源和結(jié)算模式以及核價基準(zhǔn)等細(xì)節(jié)內(nèi)容。

為推進(jìn)能量計量在上海地區(qū)的實(shí)施，需要有關(guān)部門的技術(shù)和各方的共同努力。為了提高我國能源管理水平，促進(jìn)能源部門提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，與國際接軌，應(yīng)該推行以能量為計價單位。這是燃?xì)庥嬃康谋厝悔厔荨?/p>

[1]王大為.淺談煤氣計量的國家標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用[J].中國計量，2002，4：45-4.

[2]施仁，李琳.天然氣熱值的計量與控制[J].天然氣工業(yè)，1997，17（4）：71-73.

[3]陸敏.上海燃?xì)庥嬃康默F(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].上海計量測試，2011，38（6 ）：2-6.

[4]常宏崗，羅勤，陳賡良.天然氣氣質(zhì)管理與能量計量[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.