基于运行仿真的多气源环状管网能量计量方法研究

目的 天然气能量计量的对象是其完全燃烧后产生的总热量,通常采用体积计量值与体积发热量相乘的方法确定天然气的能量值,而体积发热量取决于天然气的组成,即天然气中各组分的摩尔分数。多气源管网中天然气的组成通常随空间位置和时间变化,故管网的每个计量站都需要确定不同时刻输入或输出本站的天然气的体积发热量。国内长输管道的A级计量站均配置了在线气相色谱仪,可以分析天然气发热量,B级和C级计量站可使用仿真方法为天然气发热量赋值,从而降低配置气相色谱仪的投资与运行维护费用。方法 依据面向能量计量的管网仿真理论基础,针对某多气源环状管网,分别使用TGNET和SPS仿真软件建立了具有天然气组分跟踪与发热量计算功能的运行仿真模型。为提高仿真结果准确性,基于历史运行数据校准了仿真模型的管段输气效率这一关键参数。结果 分别应用TGNET和SPS模型对该管网持续48 h的历史运行过程进行了动态仿真,TGNET模型的发热量仿真结果与历史记录值的偏差在0.3%以内。结论 基于运行仿真的多气源环状管网能量计量是一种可行的方法,研究成果为国内天然气能量计量的实施和推广提供了一种可操作的方法。     

管输压力下实时记录式天然气发热量测定设备的开发

在管输压力下精确测定烃类组分发热量的一种方法及其样机已经开发成功,此设备的价格可允许目前采用间歇式取样的用户实现发热量的在线测定,在每分钟内多次测量、报告和记录体积基发热量。由于吸光池是在接近管道压力的条件下操作,因而管道中天然气的能量流量可以由单位体积基发热量与体积流率的乘积直接输出。利用分光光度计和标准硅CCD检测器在波长约900nm处进行测量,通过其吸收光谱测定天然气组成和发热量。与波长较长的红外吸收光谱相比,此区域内天然气各烃类组分的吸收光谱的线性关系更好。故对C1～C6组分和水分而言,谱图可以更精确地拟合为各组分(以单位体积中分子数量表示的)浓度。然后,将各组分的浓度加和即可得到天然气的体积基发热量。此外,诸如压缩因子、密度和相对密度等参数也可以由测定的体积组成求得。     

天然气管网能量计量计价体系建设探讨

天然气能量计量计价是公平开放天然气管网的需要.为在天然气体制改革中形成"X+1+X"天然气市场体系,构建合理完善的天然气能量计量计价评价体系,根据当前计量计价的应用现状和能量计量的理论基础,从管网运行的特点和规律出发,通过在天然气管网增设20台气相色谱分析仪,采用发热量赋值的计算方法设计,创新研究了天然气能量计量计价的...     

靖边气田集气站放空系统运行分析

随着管输天然气和LNG进口量的增加以及国内气源气质复杂化局面的形成,我国天然气贸易按能量进行交接和结算的要求非常迫切。能量计量的基本原则要求,测定发热量的基准方法是燃烧法,是能量计量溯源的基础。重点介绍了国外发热量直接测量技术的最新进展、测量设备的基本原理和其达到的技术水平,比较了国内技术现状与国外水平之间的差距。介绍了发热量赋值模型的基本原理,以流体力学理论为基础,得到了长输管道在海拨高度变化情况下的流动时间计算公式。     

天然气管道掺氢对天然气分析计量的影响

天然气管道掺氢输送是现阶段实现氢气长距离输送、规模化使用的有效手段之一,也是天然气工业向“碳中和”目标迈进的重要途径。氢气与天然气中其他常量组分物性差异较大,天然气管道掺氢将影响天然气的物性参数分析计量标准和设备适用性。为此,以3种典型天然气为例,系统分析了天然气物性参数随掺氢浓度的变化趋势,并讨论了天然气管道掺氢对天然气分析计量和相关设备的影响。研究结果表明：(1)当掺氢浓度达40%时,不同天然气的高位发热量、相对密度、沃泊指数、黏度、体积能量密度（10 MPa、20℃）分别下降约27%、35%、10%、20%和40%,压缩因子、声速（10 MPa、20℃）分别上升18%和34%左右;(2)现行天然气产品标准规定的指标限制了天然气掺氢浓度的范围,现有天然气分析计量标准、设备适用的氢气浓度较低,不利于掺氢天然气的准确分析和计量。(3)建议综合各参数确定技术经济性合理的掺氢浓度,修订《天然气：GB 17820—2018》和《进入天然气长输管道的气体质量要求：GB/T 37124—2018》,并开展实验及优化研究拓展分析计量方法、标准和设备的适用范围,合理选用天然气物性参数计算标准。结论认...     

国外天然气能量计量与计价综述

天然气能量计量与计价已成为目前国际上最流行的天然气贸易和消费计量与结算方式。对国外天然气能量计量进展情况进行了概述,对国外天然气能量计价方式和能量价格现状进行了归纳与分析。国外的天然气能量计量技术成熟,计量标准和方法完善。全球LNG国际贸易全部采用能量计量计价的方式交易,单位普遍采用美元/MMBtu;管道气的国际贸易也直接或间接地采用能量计量计价的方式。各国的天然气交易除前苏联、东欧和中国外,虽在计量单位上有所差异,但大多数国家均采用能量计量计价方式进行交易,包括天然气管道输送和终端消费也同样采用能量计量计价。     

中国天然气质量与计量技术建设现状与展望

天然气贸易过程中的质量和计量越来越受到政府和社会各界的高度关注,合格的质量、准确的计量直接关系到国家、企业及消费者利益。为此,从分析ISO 13686《天然气质量指标》和OIML/R140《气体燃料计量系统》入手,提炼出天然气质量和计量的核心要求及主体技术。同时介绍了GB 17820《天然气》和GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》这两个核心标准,以及配套的测试技术与方法等;指出了新形势下我国在量传溯源体系、分析测试技术、流量量值比对、流量检测等所面临的挑战;并就推动实施天然气能量计量、积极推进参加国际能力验证和国际关键循环比对、提高我国装备自主化水平、进一步完善标准体系、主导制订和修订国际标准、完善测量技术等进行了展望。通过对天然气质量控制和计量技术的科技攻关,加强标准化跟踪、研究和制修订等,保证了我国天然气贸易计量的准确可靠和公平公正,并为我国计量方式由体积计量向能量计量发展提供了有力的技术支撑。     

天然气能量计量标准化——天然气计量改革势在必行

天然气贸易交接计量的方式分能量计量和体积(质量)计量两种,体积计量只反映了天然气的体积量,而没有反映天然气中含有多少可以利用的热值,不能充分体现天然气按质论价、优质优价的市场商品交易原则,不利于科学合理地利用有限的天然气资源,对供需双方都是不公平的.天然气含可燃烧的烃类物质越高,所含的单位天然气热值就越高,价值也越高;反之,所含的热值就越低,价值也越低.能量计量直接反映了天然气的价值.为了更好地促进国际贸易,实现长距离输送天然气的经济价值,从科学、公平、合理的角度出发,实施能量计量,与国际接轨,这是我国天然气工业健康发展的必由之路.     

天然气计量的几种方法与思考

随着下游天然气的广泛应用，天然气计量成为人们关注的话题。本文：介绍天然气交接计量的几种方法以及影响天然气计量仪器准确性的几种因素。并加以对比。提出采用能量计量天然气是与国际交接的发展趋势。     

多气源天然气的互换性问题

随着天然气越来越多地应用于城市燃气系统,许多城市都将出现多种气源并存的格局。为此,介绍了多气源天然气互换性问题的由来及其可能产生的影响、常见的互换性判定方法和技术路线;追溯了LNG热值较高的历史原因;总结了国外天然气互换性问题的具体解决办法;分析了我国多气源天然气互换性研究的现状。最后提出了借鉴国外经验合理解决我国目前多气源天然气互换性问题的对策：加快确立相关行业标准,因地制宜地设定“适应多气源燃具的天然气设计基准参数”,并据此合理引进气源,合理划分区域,按用户分类供气;同时应对燃具制造商提出“适应多气源燃具的设计要求”,对未来入市的燃具提出明确要求。据此对现有天然气利用设备进行改造或调整,以顺利解决天然气互换性问题。     

汪家屯气田天然气气源追索新方法

本文根据碳同位素分馏理论，建立了气态烃（Ｃ＿１－Ｃ＿３）的碳同位素差值与分馏反应温度的关系．提出了利用气态烃的碳同位素差值追索气源的方法，并对汪家屯气田的天然气气源进行了追索，与实际较吻合。     

多气源环境下进入长输管道气质要求探讨

在多气源环境下,进入长输管道的天然气及天然气代用品气质复杂。为保证管道的安全运行和天然气的准确计量,对常规及非常规天然气和天然气代用品的气质情况进行了分析。归纳出多气源环境下,天然气质量和计量对天然气气质情况的要求。对包含总硫、H2S、CO2、CO、H2、O2、固体颗粒物、水含量/水露点在内的多项指标限制条件进行了讨论,并提出进入长输管道的天然气气质指标,为进入长输管道气体气质国家标准的制订做出指导。     

天然气净化厂放空系统设计与应用

为做好天然气净化厂放空系统的设计工作,首先根据规范确定净化厂天然气放空量,依据放空量计算出火炬筒出口直径和火炬筒高度;同时,利用Unisim Flare软件对全厂放空系统管网进行水力计算,确定放空系统管径,利用CAESARII软件对放空管道进行了应力分析,通过应力补偿和管道支吊架的设置减少放空管道的振动和摩擦,确定放空系统管道安装方式。该放空系统设计成果在靖边气田30亿m3/a规模的天然气净化厂的设计中采用,经现场运行,放空系统运行稳定,满足生产需要。     

气体体积管在天然气检定计量上的应用

气体体积积管是一种新型的气体流量计检定装置,QTG－30－15L型气体体积管标准体积为597．1452L;容积重复性为0．039％,压力波动值小于1500Pa,它可直接用天然气作介质对现象的气体流量计进行在线检定,气体体积管是目前唯一应用在温气管道上进行校验气体流量计的气体校验装置,具有较高的实际应用价值,它在油田天然气上的应用成功,开创了气体检定技术的新局面。     

智能化计算机计量系统在天然气计量方面的应用

简要地介绍了新型智能化的计算机系统在中原油田天然气计量方面的利用及推广。     

北京地区多气源天然气互换性的探讨

随着天然气工业的快速发展,各个城市的气源呈现多元化趋势,燃气互换性成为有关部门密切关注的问题之一。本文以上海市的实践经验为实例,通过对北京地区各天然气气源的华白数和燃烧势的计算,分析探讨了北京地区各天然气气源互换的可行性。     

天然气累积取样系统性能评价方法研究

目的累积取样系统作为一种获得天然气平均发热量而实现能量计量的重要方式,对其开展性能评价方法研究,以保障累积取样系统的正常运行及获得样品的代表性。 方法根据 GB/T 13609—2017《天然气取样导则》和 GB/T 30490—2014《天然气自动取样方法》的要求,并结合累积取样系统的现场应用情况,建立了包括取样系统配置的完整性、取样系统的符合性、取样系统的气密性、预设参数的符合性、取样系统的一致性等指标的性能评价方法。 结果针对各项评价指标开展了现场应用,验证了累积取样系统性能评价方法的可操作性和适用性。 结论建立的累积取样系统性能评价方法能够满足目前的现场使用需求,后续将进一步建立相关方法标准,为天然气能量计量的推进和实施提供标准保障。      

中国多气源天然气区域市场特点与定价原则

多种气源混合输送将是中国天然气区域市场的发展趋势,如何定价将成为未来市场的焦点.中国区域天然气市场具有气源多样化、客户类别化、供应灵活化、调度一体化的特点,也存在不同气体质量的互换性、混合气的区域标准等关键问题.在综合分析的基础上,建立了多气源混输的定价模型.并提出了区域市场的定价原则:①统一以热值为计价单位,以混合比...     

中国天然气按能量计价实施方案研究

中国实施天然气能量计价已势在必行,计量单位和计价方法的选择就显得十分重要,实施方案应具有可操作性。为此,在分析总结国内外能量计量单位的基础上,提出了符合中国国情的天然气能量计量单位（建议选用千瓦时）;参照国外天然气能量计价的方式,结合中国天然气计量和价格情况,提出了2种天然气能量计价方式（“能量计量、能量结算”和“能量计量、体积结算”）和5种计价方法（单位转换、全国统一热值单价、各气田或区域统一热值单价、天然气热值分类计价、天然气热值标准区间计价）,通过对比分析,按照简便、实用和平稳过渡的原则,建议采用“能量计量、能量计价”方式,单位能量价格可采取现行体积价格进行计量单位的形式转换。在此基础上,提出了天然气按能量计价的实施方案以及全产业链各个环节如何适应从按量（体积）计价向按质（能量）计价的过渡。最后提出了相应的措施建议。该天然气能量计价实施方案可为国家有关政府部门制定相关政策提供依据,也可为天然气生产供应企业、天然气销售和消费企业、广大天然气用户实施天然气能量计价提供认识指导。