天然氣能量計量應(yīng)用的探討

王麗梅

文章編號：2095-6835（2017）04-0150-01

摘 要：國際上經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)達的區(qū)域天然氣交接計量以能量計量為主，體積大小的計量其次。我國目前仍采用體積計量的方式。隨著天然氣使用范圍的擴大和人們對天然氣性能和使用價值認識的加深，其貿(mào)易計量方式的合理性開始受到關(guān)注。天然氣能量計量實質(zhì)上是以天然氣的實際供出能量為基準的一種計量方式，它比體積計量更為科學(xué)和公平，更能體現(xiàn)天然氣的使用價值，成為當今天然氣計量技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：天然氣；能量計量；天然氣熱值；高位發(fā)熱量

中圖分類號：TE642 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.150

1 天然氣能量計量現(xiàn)存狀況及發(fā)展方向

國際上天然氣計量有能量計量和體積計量兩種方式。采用能量計量的主要是北美、中東國家和東南亞部分國家，采用體積計量的國家是以前華約國家為主。隨著歐盟的擴大，這些國家也逐步采用能量計量方式，與國際接軌。

天然氣貿(mào)易計量涉及的器具與設(shè)備有流量測量設(shè)備和天然氣物性參數(shù)測定設(shè)備兩大類。在天然氣流量計量中，孔板流量計在天然氣流量計量中采用最多的是流量計，其次為渦輪流量計；氣體超聲流量計作為高科技技術(shù)應(yīng)用的代表，在天然氣流量計量中開始普遍使用。以腰輪為代表的容積式流量計在低壓民用氣計量中使用較為廣泛，質(zhì)量式流量計在壓縮天然氣（CNG）中使用最為廣泛，臨界流流量計一般用作標準流量計。國外多數(shù)大流量計量站都配備有在線色譜儀（BTU儀），中小計量站則從附近大流量計量站獲取天然氣組成數(shù)據(jù)。在流量計量時，自動使用在線檢測的組成或物性參數(shù)數(shù)據(jù)計算標準參比條件下的發(fā)熱量、密度、相對密度和工作條件下的氣體壓縮因子，最終實現(xiàn)天然氣的實時能量計量。

近十幾年來，我國計量自動化工業(yè)積攢了多年積累，已經(jīng)取得了不小的成績。天然氣計量行業(yè)面向儀表自動化、程序化、人工智能發(fā)展是未來天然氣計量行業(yè)的發(fā)展趨勢。工程浩大、涉及因素較多，如何做到天然氣計量的精準無誤，是天然氣計量工業(yè)未來發(fā)展的方向。目前，人工智能和程序軟件進步飛速，利用這些高科技能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣計量的遠程控制和精準測量。通過這些方式能夠大大提高工作的效率和測量精確度，同時能夠大大節(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量儀表選型單一、結(jié)構(gòu)簡單粗糙，只能完成對天然氣流量的粗略評定計算，測試值誤差較大，這難免會形成天然氣資源浪費，對產(chǎn)業(yè)運轉(zhuǎn)和經(jīng)濟發(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)中石油天然氣檢測中心的檢測，國內(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，這對客戶是極不公平的。

同時，國內(nèi)各油氣田供應(yīng)的天然氣，雖然其高位發(fā)熱量都達到了一類氣的指標，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，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，這顯然對我局是不公平的。綜上所述，采用高位發(fā)熱量計量比用體積計量更能反映天然氣的內(nèi)在價值，因為天然氣所含的熱量是天然氣作為燃料商品的真實價值，不是體積數(shù)量多少。

3 結(jié)束語

天然氣的能量計量涉及體積計量、組成分析和單位體積發(fā)熱量計算三項技術(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比較穩(wěn)定，按高位發(fā)熱量計價可以充分體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價原則，國外普遍以高位發(fā)熱量為計價依據(jù)，即每兆焦多少錢。當前國際標準確定了兩種測量天然氣發(fā)熱量的方法：①使用熱量計的直接燃燒測定法（簡稱“直接法”）。該方法主要用于研究和仲裁等。②使用全自動氣相色譜儀檢測出氣體組成數(shù)據(jù)再進行發(fā)熱量計算（簡稱“計算法”）。該方法是現(xiàn)場開展能量計量最常使用的方法，用來確定天然氣高位發(fā)熱量，是實現(xiàn)實時計量最有效的途經(jīng)。

《天然氣能量的測定》（GB/T 22723—2008）是天然氣的能量計量標準，它的出臺使天然氣的能量計量有標準可依。為更好地促進天然氣計量的發(fā)展進步，我們應(yīng)加強以下工作：①我國天然氣貿(mào)易交接以孔板流量計為基礎(chǔ)，技術(shù)非常成熟。我們應(yīng)該大力研究天然氣熱值測定技術(shù)，推廣天然氣的能量計量技術(shù)；②增強人們對能量計量的感官認識，加強標準推廣學(xué)習和人員培訓(xùn)；③積極開展基礎(chǔ)研究，結(jié)合我國國情進行天然氣能量計量的技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新。

參考文獻

[1]張建波.天然氣計量中存在的問題及對策[J].計量與測試技術(shù)，2010（7）.

〔編輯：王霞〕