天然氣能量計(jì)量應(yīng)用的探討

王麗梅

文章編號(hào)：2095-6835（2017）04-0150-01

摘 要：國(guó)際上經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)達(dá)的區(qū)域天然氣交接計(jì)量以能量計(jì)量為主，體積大小的計(jì)量其次。我國(guó)目前仍采用體積計(jì)量的方式。隨著天然氣使用范圍的擴(kuò)大和人們對(duì)天然氣性能和使用價(jià)值認(rèn)識(shí)的加深，其貿(mào)易計(jì)量方式的合理性開始受到關(guān)注。天然氣能量計(jì)量實(shí)質(zhì)上是以天然氣的實(shí)際供出能量為基準(zhǔn)的一種計(jì)量方式，它比體積計(jì)量更為科學(xué)和公平，更能體現(xiàn)天然氣的使用價(jià)值，成為當(dāng)今天然氣計(jì)量技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：天然氣；能量計(jì)量；天然氣熱值；高位發(fā)熱量

中圖分類號(hào)：TE642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.150

1 天然氣能量計(jì)量現(xiàn)存狀況及發(fā)展方向

國(guó)際上天然氣計(jì)量有能量計(jì)量和體積計(jì)量?jī)煞N方式。采用能量計(jì)量的主要是北美、中東國(guó)家和東南亞部分國(guó)家，采用體積計(jì)量的國(guó)家是以前華約國(guó)家為主。隨著歐盟的擴(kuò)大，這些國(guó)家也逐步采用能量計(jì)量方式，與國(guó)際接軌。

天然氣貿(mào)易計(jì)量涉及的器具與設(shè)備有流量測(cè)量設(shè)備和天然氣物性參數(shù)測(cè)定設(shè)備兩大類。在天然氣流量計(jì)量中，孔板流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量中采用最多的是流量計(jì)，其次為渦輪流量計(jì)；氣體超聲流量計(jì)作為高科技技術(shù)應(yīng)用的代表，在天然氣流量計(jì)量中開始普遍使用。以腰輪為代表的容積式流量計(jì)在低壓民用氣計(jì)量中使用較為廣泛，質(zhì)量式流量計(jì)在壓縮天然氣（CNG）中使用最為廣泛，臨界流流量計(jì)一般用作標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)。國(guó)外多數(shù)大流量計(jì)量站都配備有在線色譜儀（BTU儀），中小計(jì)量站則從附近大流量計(jì)量站獲取天然氣組成數(shù)據(jù)。在流量計(jì)量時(shí)，自動(dòng)使用在線檢測(cè)的組成或物性參數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的發(fā)熱量、密度、相對(duì)密度和工作條件下的氣體壓縮因子，最終實(shí)現(xiàn)天然氣的實(shí)時(shí)能量計(jì)量。

近十幾年來(lái)，我國(guó)計(jì)量自動(dòng)化工業(yè)積攢了多年積累，已經(jīng)取得了不小的成績(jī)。天然氣計(jì)量行業(yè)面向儀表自動(dòng)化、程序化、人工智能發(fā)展是未來(lái)天然氣計(jì)量行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。工程浩大、涉及因素較多，如何做到天然氣計(jì)量的精準(zhǔn)無(wú)誤，是天然氣計(jì)量工業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。目前，人工智能和程序軟件進(jìn)步飛速，利用這些高科技能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣計(jì)量的遠(yuǎn)程控制和精準(zhǔn)測(cè)量。通過這些方式能夠大大提高工作的效率和測(cè)量精確度，同時(shí)能夠大大節(jié)約人工成本。因此。儀表選型發(fā)展多元化，以往的天然氣流量計(jì)量?jī)x表選型單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單粗糙，只能完成對(duì)天然氣流量的粗略評(píng)定計(jì)算，測(cè)試值誤差較大，這難免會(huì)形成天然氣資源浪費(fèi)，對(duì)產(chǎn)業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都不利。

2 氣質(zhì)與能量的關(guān)系研究

天然氣是從地層中開采出的以甲烷為主的可燃烴類和其他非可燃物（N2、CO2等）的混合物。油田氣與氣田氣的組分含量不同，同一氣田不同氣層、同一氣層不同開采時(shí)期所采出的天然氣，其組分也不一樣。天然氣的主要成分是甲烷，除此之外天然氣中還含有乙烷、丙烷、丁烷等烴類氣體和氮、二氧化碳、硫化氫、微量氫、氦、氬等非烴類氣體，組分之間的含量相差較大。體積相同，組分含量不同的天然氣所能產(chǎn)出的熱量不相同。不同氣源的商品天然氣，發(fā)熱量差別較大。根據(jù)中石油天然氣檢測(cè)中心的檢測(cè)，國(guó)內(nèi)管輸天然氣的高位發(fā)熱量最小為33.90 MJ/m3，最大為47.39 MJ/m3，二者相差30%.如果客戶使用一樣的錢購(gòu)買體積相同，而組分不同、發(fā)熱量不同的天然氣，那么獲得天然氣發(fā)熱量高的用戶能夠比獲得所含天然氣發(fā)熱量低的用戶多使用將近30%的能量，這對(duì)客戶是極不公平的。

同時(shí)，國(guó)內(nèi)各油氣田供應(yīng)的天然氣，雖然其高位發(fā)熱量都達(dá)到了一類氣的指標(biāo)，但由于氣源和氣體組成的不同，其高位發(fā)熱量存在著明顯的差別。西氣東輸管道天然氣（簡(jiǎn)稱“西氣”）的高位發(fā)熱量約為36.4 MJ/m3，我局的外銷商品天然氣（簡(jiǎn)稱“局氣”）高位發(fā)熱量約為37.8 MJ/m3，兩者相差3.7%.如果每方氣按2元計(jì)，西氣折合0.055元/MJ，局氣折合0.053元/MJ，西氣每兆焦比局氣高0.002元，這顯然對(duì)我局是不公平的。綜上所述，采用高位發(fā)熱量計(jì)量比用體積計(jì)量更能反映天然氣的內(nèi)在價(jià)值，因?yàn)樘烊粴馑臒崃渴翘烊粴庾鳛槿剂仙唐返恼鎸?shí)價(jià)值，不是體積數(shù)量多少。

3 結(jié)束語(yǔ)

天然氣的能量計(jì)量涉及體積計(jì)量、組成分析和單位體積發(fā)熱量計(jì)算三項(xiàng)技術(shù)工作，單位體積發(fā)熱量指的是天然氣的高位發(fā)熱量。

由于天然氣成分相對(duì)比較穩(wěn)定，按高位發(fā)熱量計(jì)價(jià)可以充分體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)原則，國(guó)外普遍以高位發(fā)熱量為計(jì)價(jià)依據(jù)，即每兆焦多少錢。當(dāng)前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)確定了兩種測(cè)量天然氣發(fā)熱量的方法：①使用熱量計(jì)的直接燃燒測(cè)定法（簡(jiǎn)稱“直接法”）。該方法主要用于研究和仲裁等。②使用全自動(dòng)氣相色譜儀檢測(cè)出氣體組成數(shù)據(jù)再進(jìn)行發(fā)熱量計(jì)算（簡(jiǎn)稱“計(jì)算法”）。該方法是現(xiàn)場(chǎng)開展能量計(jì)量最常使用的方法，用來(lái)確定天然氣高位發(fā)熱量，是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)量最有效的途經(jīng)。

《天然氣能量的測(cè)定》（GB/T 22723—2008）是天然氣的能量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，它的出臺(tái)使天然氣的能量計(jì)量有標(biāo)準(zhǔn)可依。為更好地促進(jìn)天然氣計(jì)量的發(fā)展進(jìn)步，我們應(yīng)加強(qiáng)以下工作：①我國(guó)天然氣貿(mào)易交接以孔板流量計(jì)為基礎(chǔ)，技術(shù)非常成熟。我們應(yīng)該大力研究天然氣熱值測(cè)定技術(shù)，推廣天然氣的能量計(jì)量技術(shù)；②增強(qiáng)人們對(duì)能量計(jì)量的感官認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)推廣學(xué)習(xí)和人員培訓(xùn)；③積極開展基礎(chǔ)研究，結(jié)合我國(guó)國(guó)情進(jìn)行天然氣能量計(jì)量的技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]張建波.天然氣計(jì)量中存在的問題及對(duì)策[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2010（7）.

〔編輯：王霞〕