探討天然氣能量計(jì)量不確定度評(píng)定方法

秦琦

運(yùn)城市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心 山西運(yùn)城 044000

早在1980年的時(shí)候國外發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)應(yīng)用能量計(jì)量系統(tǒng)完成了天然氣的大規(guī)模交接貿(mào)易。對(duì)于能量計(jì)量而言，因該過程不僅涉到了天然氣流量計(jì)量，而且涉及到了天然氣烴類的組成分析，所以兩者在測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定上有著一定的不同，涉及到的問題也十分復(fù)雜。要想提高計(jì)量的準(zhǔn)確度，就必須對(duì)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，而其中最重要的莫過于計(jì)量不確定度的分析。之所以這樣說，其原因主要在于計(jì)量的質(zhì)量必須應(yīng)用不確定度進(jìn)行說明。針對(duì)該內(nèi)容，本文首先將分析天然氣能量計(jì)量不確定度評(píng)定，其次通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明了評(píng)價(jià)方法的合理性。

1 天然氣能量計(jì)量不確定度評(píng)定方法

1.1 流量計(jì)量不確定度評(píng)定方法

通常情況下，天然氣能量的計(jì)算是根據(jù)有關(guān)公式按照對(duì)應(yīng)參數(shù)完成的，所以此過程中涉及到的參數(shù)非常多，包括流量以及溫度等。我國計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》JJF1059是按照國際組織在1995年聯(lián)合制定并發(fā)布的《測(cè)量不確定表示導(dǎo)則》制定的，是測(cè)量不確定度評(píng)定的通用方法，這個(gè)方法評(píng)定的是A類與B類不確定度[1]。另外，天然氣的流量測(cè)量是不可重復(fù)的，不可能評(píng)價(jià)A類不確定度，用于流量測(cè)量的流量計(jì)在其應(yīng)用前，通常要求進(jìn)行檢定或者是校準(zhǔn)，不管是其檢定，還是校準(zhǔn)，最終結(jié)果不確定度都包含了該流量計(jì)的檢定重復(fù)性，由此可說是其流量測(cè)量的A類不確定度。標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)量作為唯一一個(gè)按照標(biāo)準(zhǔn)完成加工與安裝的方式。在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下，體系不確定度計(jì)算可以按照GB/T 21446-2008第9章的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于壓力與壓差等不確定度的測(cè)量，可在標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用原來雙波紋壓力 和棒式溫度的誤差完成計(jì)算。根據(jù)檢定提供的資料，我們將得到以下幾種處理方式：

（1）如果證書提供了具體的不確定數(shù)據(jù)，那么需要用B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度完成流量B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算。

（2）如果證書當(dāng)中沒有提供上述所說的數(shù)據(jù)，但提供了標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度重復(fù)性數(shù)據(jù)，則需要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度按照B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式，應(yīng)用重復(fù)性數(shù)據(jù)按照A類不確定度當(dāng)中的重復(fù)性計(jì)算方式完成有關(guān)計(jì)算[2]。

（3）在進(jìn)行離線檢定的時(shí)候，需要對(duì)安裝引起的附加流量測(cè)量不確定度加以重視，可以取流量B類不確定度的三分之一為附加B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

1.2 壓力或者是差壓測(cè)量不確定度評(píng)定方法

當(dāng)前，不管是用于天然氣流量的壓力測(cè)量，還是用于天然氣流量的差壓測(cè)量，其都需要應(yīng)用到變送器。需要根據(jù)變送器的說明書與檢定結(jié)果完成不確定度評(píng)定。智能變送器給出的誤差是分量程的，在滿量程的百分之十及以上是示值誤差，以下是引用誤差。同理，用JJF1059當(dāng)中的擴(kuò)展不確定度計(jì)算壓力與差壓測(cè)量擴(kuò)展不確定度，用JJF1059當(dāng)中的相對(duì)值表示的擴(kuò)展不確定度計(jì)算壓力與差壓測(cè)量相對(duì)擴(kuò)展不確定度[3]。

1.3 溫度測(cè)量不確定度評(píng)定方法

現(xiàn)階段，應(yīng)用于天然氣流量測(cè)量的溫度測(cè)量大都是變速加電阻，部分站點(diǎn)應(yīng)用的是智能一體化的溫度變送器。當(dāng)溫度的測(cè)量儀表給出了不確定度或者是準(zhǔn)確度的等級(jí)，接下來就可應(yīng)用JJF1059當(dāng)中的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度完成對(duì)不確定度的計(jì)算。

2 實(shí)驗(yàn)計(jì)算

在該步驟中本文將以某長輸管線上具有代表性的五個(gè)計(jì)量站點(diǎn)為例，分別對(duì)流量測(cè)量、溫度測(cè)量以及壓縮因子等不確定評(píng)定方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以此驗(yàn)證該方法的正確性。在此過程中，考慮到該常熟管線上每個(gè)站點(diǎn)的參數(shù)都有所不同，在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候還需對(duì)每個(gè)計(jì)量站點(diǎn)制定對(duì)應(yīng)的賦值方法，進(jìn)而保證計(jì)量不確定度符合對(duì)應(yīng)等級(jí)的計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度要求[4]。另外，根據(jù)當(dāng)前長輸管線的硬件配置，在具體的實(shí)驗(yàn)中壓力測(cè)量將應(yīng)用羅斯蒙特只能壓力變送器，溫度測(cè)量將應(yīng)用羅斯蒙特智能一體化溫度變送器。根據(jù)不確定度評(píng)定在線色譜儀分析數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)氣體組成導(dǎo)出生成的信息結(jié)果可知：按照之前提出的不確定度評(píng)定方法對(duì)配置在線色譜儀的某長輸管線上五個(gè)具有代表性的計(jì)量站點(diǎn)開展流量測(cè)量不確定度的評(píng)定，不確定度均滿足天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求。

表1 標(biāo)準(zhǔn)參比條件下壓縮因子計(jì)算不確定度評(píng)定結(jié)果

3 結(jié)語

總而言之，天然氣能量是按照公式應(yīng)用對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算的，其所涉及到的測(cè)量參數(shù)有流量以及溫度等，其評(píng)定結(jié)果不確定度是以JJF1059提供的方法為基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)定，首先推導(dǎo)出計(jì)算公式，然后再用實(shí)際應(yīng)用的儀器儀表等級(jí)或者是不確定度計(jì)算能量不確定度。