上海天然氣貿(mào)易交接采用能量計量的探索

金美華 任學弟/.上海燃氣(集團)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）進入上海天然氣管網(wǎng),以及燃氣公司下游用戶的增加，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)量標準的寬泛，導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氣源，其品質(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項目試點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)驗看，由于能量計量固有的科學性和合理性，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。我國前幾年就為實施能量計量在標準制定等方面做了大量的準備，但目前總體尚在試點階段，未在全國各地推廣實施。

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、標準和方法。

根據(jù)最新頒布的國家標準GB/T22723-2008《天然氣能量的測定》和早先發(fā)布的國家標準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。

上海燃氣能量計量技術(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。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)備均單獨檢定或校準；在測定點，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）是基準方法，美國在1990年前能量計量中曾廣泛使用利用當量燃燒原理的熱量計進行在線測定。

4 上海燃氣能量計量工作推進方案

2009年上海燃氣集團按照國家GB/T22723-2008標準提供的采用測量或計算的方式進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)易計量站試點技術(shù)上已具備能量計量條件。

從長遠來看，燃氣供應(yīng)企業(yè)應(yīng)嘗試運用各種技術(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)所供天然氣熱值標準。同時在區(qū)域內(nèi)合理選點定期測定熱值，并將結(jié)果賦值給氣體計量站，最終實現(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、價格機制等問題，而非供氣企業(yè)一家能承擔解決。

5.1 法規(guī)問題

GB/T22723-2008標準雖然在技術(shù)和標準層面上為我國實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準，貿(mào)易雙方能否按照能量計量標準進行貿(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，所以若要實施能量計量需合同雙方約定認可方可采用，否則將難以推行。

5.2 價格體制

實施天然氣能量計量并非單純計量技術(shù)的進步，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，必須首先確定基準的熱值，在此基礎(chǔ)上核價計費，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行貿(mào)易計量，圍繞體積計量系統(tǒng)溯源的相關(guān)國家標準、量值溯源的標準裝置都已建立。

GB/T22723-2008標準2011年8月開始實施，標準僅規(guī)定了測定、計算方法等，實施的相關(guān)標準、操作程序、尤其是物性測量天然氣分析溯源準則的國家標準都還未建立。按照國際標準，以氣相色譜法測定天然氣發(fā)熱量需要準確度等級優(yōu)于0.5%的標準氣混合物（RGM）對測定結(jié)果進行評價（標定），而我國僅有低于1.0%準確度等級的標準氣混合物（RGM），有待進一步提高。作為試點，廣東大鵬LNG站使用的標準氣全部是從國外進口，型式批準等相關(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、維護要相對簡單，國外作為能量計量計價基準的天然氣發(fā)熱量（熱量計法）測定的準確度已達到很高的水平，可以用來評定氣相色譜法測定值的不確定度。在線色譜儀的維護保養(yǎng)專業(yè)性強，就目前上海燃氣集團在線色譜儀應(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）、實施過程、量值溯源和結(jié)算模式以及核價基準等細節(jié)內(nèi)容。

為推進能量計量在上海地區(qū)的實施，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，促進能源部門提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益，與國際接軌，應(yīng)該推行以能量為計價單位。這是燃氣計量的必然趨勢。

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