試分析天然氣計量體系在我國的建設和發展

張知璜

江西省計量測試研究院，南昌 330002

試分析天然氣計量體系在我國的建設和發展

張知璜

江西省計量測試研究院，南昌 330002

隨著天然氣貿易規模不斷擴大，天然氣計量體系也在不斷發展。天然氣計量涉及的方面較多，體系構建較為困難和復雜。在天然氣貿易的發展中，我國天然氣計量體系也取得了一定的進步，為推動天然氣貿易進一步提升提供了充足的動力。本文對我國天然氣的技術標準做了詳盡介紹，對比分析了我國天然氣計量體系與國際計量體系之間的差異，對我國天然氣計量體系的建設發展做了簡單總結，以期促進天然氣計量體系的發展。

天然氣；計量體系；建設發展

計量體系建設發展的需求是十分迫切的，這是源于能源需求增加，導致天然氣交易規模迅速擴張，為了確保天然氣在交易過程中計量公正精準，需要構建完善的計量體系來進行衡量。

1 我國天然氣計量體系的技術標準

1.1 計量系統基本要求

我國對天然氣計量系統的基本要求主要限于GB/ T 18603-2001這一國家標準，該標準參考了國際標準OIML TC8/SC7以及歐洲標準EN1776：1998。該國家標準對天然氣計量系統的建設、運行和維護等多個方面的工作內容作了全面詳細的闡述和規定，對我國天然氣計量系統的發展做出了重要貢獻。但是，該標準有一個適用范圍，即適用于表壓大于0.1Mpa、設計流量不小于500Nm3/h的天然氣系統。目前，這一國家標準已經根據天然氣貿易的實際發展情況作出了一定修改，并且上報審批，需等待發布。

1.2 天然氣流量測定

對天然氣流量進行測定的國家標準是GB/T21446-2008，這一標準沒有完全挪用ISO5167：2003(E)，而是在此基礎上，參照了AGANo.3：2000這一標準，對孔板標準形式以及操作技術進行了明確要求，對節流裝置取壓、安裝、使用以及操作等進行了詳細規定。不僅如此，還給出了標準條件下天然氣的能量流量、質量流量以及體積流量的具體算法。該標準的適用范圍為節流裝置的取壓方式為角接取壓和法蘭取壓，但是孔板直徑小于12.5毫米、測管內徑超出50到1000毫米范圍都不適用該標準。

1.3 壓縮因子

壓縮因子計算是天然氣計量體系中技術標準的重要環節，按照GB/T17747-1999進行計算，該國標對ISO12213：1997進行了等效挪用。該標準明確了天然氣、類混物以及含摻雜物天然氣計算壓縮因子的具體方法，其適用于正常輸配氣狀態中的管輸干氣。一般情況下，輸配氣是在260K到340K的溫度范圍進行，進行輸配氣操作時，壓力值不得大于12MPa，如果不考慮不確定性導致的數值誤差，那么溫度和壓力出現的偏差不應超過0.1%。

1.4 密度、熱量、沃泊指數和相對密度

對于天然氣而言，密度、熱量、沃泊指數和相對密度是其十分重要的基本屬性，對于這些基本屬性的計算，必須按照國家標準GB/T11062-1998進行，這一標準參照了ISO6976：1995，但是沒有進行等效挪用。通過這一國家標準明確了氣體的組成成分使用摩爾分數進行表示時的密度、熱量、沃泊指數以及相對密度的計算方法。這一計算方法適用于所有的干性天然氣。但是，如果是對天然氣的體積性質進行計算，那么只有在甲烷含量很高，且摩爾分數大于0.5時才能使用。

2 我國天然氣計量體系和國際體系的比較

2.1 計量系統

就實際情況而言，國際上主流的天然氣計量系統都是在國際標準OIML TC8/SC7以及歐洲標準EN1776：1998這兩個標準的基礎上建立起來的。其中，EN1776：1998自從頒布以來從未進行過修訂，只是在2007年進行過審核。而國際標準OIML TC8/SC7已經進行了更新修正，在2007年發布全新的標準OIML R 140：2007(E)，對計量系統的儀表精度以及準確度等級精度進行了修改優化。

我國GB/T18603-2001自從頒布以來，對我國天然氣計量系統的發展起到了十分明顯的促進作用。但是，隨著天然氣交易規模和市場不斷擴大，這一標準已經難以滿足不斷發展的天然氣工業。

2.2 流量計

流量計的種類很多，用途也不一樣，比如超聲流量計、渦輪流量計和孔板流量計等。超聲流量計自從問世以來就處在不斷的發展過程中，在國家標準GB/T18604-2001的標準下，我國超聲流量計的使用標準不斷完善。但是，相對于ISO17089：2010和AGA No.9：2007這兩項標準而言，我國國家標準在流量校準、性能要求等方面還存在一定差距。

渦輪流量計的國際標準是ISO9951：1993以及AGA No.7：2004，我國的國家標準充分融合這兩項標準的核心內容，形成了GB/T21391-2008。此外，這一國家標準還增加了JJG198-1994中的部分內容。相較于國際標準，我國國家標準對流量計算、流量計要求以及不確定評價的規定更加詳實，已經達到了國際先進水平。

孔板流量計的國際標準主要分為AGA No.3和ISO5167這兩項，其中前者是孔板流量計的專用標準，后者是通用標準。這兩個標準對孔板流量計安裝、長度計算、流出系數計算等的規定都趨于一致。我國標準GB/T21446-2008結合了國內天然氣計量的實際經驗，符合相關工作實際要求。

2.3 壓縮因子

對于壓縮因子的計算，通常是按照AGA No.8-92DC的方法進行。這種方法基于ISO12213和AGA No.8，而我國的國家標準GB/T17747.2-1999也和這種方法比較接近，在參數計算、精確度判斷等方面完全相同。所以，通過該國標計算的壓縮因子和國際標準計算得出的結果是一致的。此外，還可以通過SGER-G88的方法進行壓縮因子計算，只需明確氮氣含量、二氧化碳含量、相對密度、熱量中的隨意三個數值，就可以計算出壓縮因子。

3 我國天然氣計量體系的建設發展與總體評價

3.1 我國天然氣計量體系的建設發展

就當前實際情況而言，我國天然氣計量體系的建設發展十分良好，主要表現在以下幾個方面。

第一，各類國家標準相對完善，順應趨勢不斷更新。從前文的論述中不難看出，對于天然氣計量體系中各方面工作的技術標準，我國均具有完善的國家標準，其中部分標準已經達到世界先進水平。技術標準的完善，為我國天然氣計量體系的建設發展鋪設了寬廣的道路，也為我國天然氣計量體系的進步注入了強勁的動力。

第二，已經形成了完善的天然氣計量體系。天然氣計量體系主要有質量、能量和體積三類。其中，天然氣質量計量體系的相關技術在上世紀八十年代就已經開始逐步形成，到新世紀初，逐步形成了對應的國家標準。比如，我國天然氣流量標準裝置在上世紀八十年代就已經在四川成都建成運行，至目前，已經完善建立了誤差在0.1%以內的標準裝置，構成了完善的質量計量體系。

第三，天然氣計量體系建設工作有效落實。對于天然氣計量體系構建的各方面工作，都得到了有效落實，并且取得了預期中的效果。在未來，天然氣計量體系的各項工作還需在國家標準的限定下繼續加強，以期促進天然氣計量體系進一步完善。

3.2 我國天然氣計量體系的總體評價

我國天然氣計量體系在建設發展過程中，對相關國際標準進行深入研究和參考，并根據國際標準的重點內容制定出了符合我國發展實際的國家標準，使得我國天然氣計量體系技術標準的質量和數量都實現了大幅提升。在我國天然氣貿易規模不斷增長的背景下，優化完善天然氣計量體系對于天然氣工業發展壯大具有十分重要的推動作用，不僅能夠滿足我國天然氣生產和天然氣貿易