中俄东线天然气管道天然气质量分析与计量技术

天然气质量涉及在输送和使用过程中与安全卫生、环境保护以及经济利益相关指标的要求,而天然气计量则直接与购销双方天然气气量结算的金额有关。因此,天然气的质量分析和流量计量在天然气工业中具有重要的作用和意义。在跨国管道天然气贸易交接中,购销双方除了关注天然气价格以外,还会重点围绕天然气质量分析和流量计量开展技术谈判。为此,分析了中俄东线天然气管道技术谈判过程中所关注的天然气质量分析与流量计量技术问题,并从采用的方法标准、气质检测项目及其指标、流量计和辅助设施配置及其指标、取样口设置、在线分析仪器配置和分析及计量结果溯源性等关键技术方面进行了归纳和总结。研究结果表明:①明确了天然气质量分析与流量计量采标原则,使得在确定计量协议中的具体技术内容时有标可依;②确定了天然气质量分析中涉及的检测项目及其指标、取样口的设置、在线分析设备的配置、分析结果溯源性和保证措施,确保了其结果的准确性与可靠性;③确定了计量系统指标要求、计量管路布置、流量计量溯源性和保证措施,确保了天然气流量计量结果的准确性与可靠性。结论认为,该研究成果可以为未来我国跨国管道天然气计量站及国内大型天然气贸易交接计量站的建设和管理提供...     

天然气贸易交接计量系统中核查流量计设置方式研究

随着世界天然气消费的日益增长,天然气贸易交接计量中流量计的核查越来越引起企业的关注。对国内外天然气贸易交接计量中核查流量计的设置必要性和方式进行了研究和对比分析。研究认为:天然气贸易交接计量宜设置核查流量计或者核查流程,原则上交接计量站优先推荐采用与"一对一"核查方式;核查流量计的选用应主要考虑天然气贸易交接量的大小;当项目投资有限且贸易交接量较小时,也可考虑采用串联流程或者系统软件功能。但是,当计量管路采用1用1备设计时,应避免使用串联流程。此外,核查流量计的设置方式还应考虑项目所在地国家规范和标准、工程投资、现场安装条件等的影响。     

对西气东输工程天然气流量量值溯源的建议

针对西气东输工程天然气输送为高压大口径大流量的特点及天然气贸易计量系统流量量值溯源的技术难题，通过分析国内外天然气流量量值溯源方法与技术，结合国内外大型计量站的流量量值溯源技术现状与实际情况，提出了采用超声流量计与涡轮流量计串联互为核查，次级标准相互比对并分别向上溯源的技术方案，以确保天然气计量量值的准确性，可靠性。     

湿天然气交接计量准确度浅析

干气计量系统用于湿天然气计量会因气质含液而产生计量偏差,分析了现有湿天然气交接计量系统的准确度影响因素。利用某气田湿天然气交接计量站天然气组分的分析数据,对水蒸气造成的压缩因子计算偏差进行了实例分析。通过理论分析和实验研究,评估分析了孔板流量计和超声流量计在低含液条件下的湿天然气测量特性。为油气田区块合作湿天然气交接计量及相关标准的制定提供技术参考。     

油气管网体制改革后天然气计量技术的发展分析

随着油气管网体制改革的深入实施,天然气产运销一体化格局被打破,上下游市场逐步开发,倒逼天然气计量方式方法发生改变,成为贸易各方关注的焦点。为确保参与天然气贸易交接的各方处于一个公平、公正的环境,油气管网分离后天然气交接计量方式将由体积计量转变为能量计量,相应有关天然气发热量、气质的技术指标、流量计的量值溯源和检定技术,以及现有天然气计量标准体系都将随之改变。通过调研国内外天然气计量技术现状,分析油气管网体质改革后天然气计量方式、仪表发展、溯源技术、标准体系的变化,对中国天然气计量技术发展的可能性进行了预测,为天然气贸易交接计量中的油气田企业、管道企业、用气单位等各方提供了技术参考。     

远程在线计量交接在天然气管道生产中的应用

作为清洁能源,天然气及其产业得到快速发展,到2014年底,中国石油天然气长输管道里程达到4.3×104 km,输送天然气超过1 000×108 m3,管道交接业务量较大。传统的计量交接业务模式采用线下抄表,手工记录交接量,供需双方现场签字盖章完成交接。用户需要每日前往现场,对于部分距离场站较远的天然气客户非常不便。交接过程中以纸质单据作为结算依据,存在着传递耗时、单据保存成本高、统计难度大、核查困难等诸多问题。中国石油长输管道计量交接管理结合信息化特点,提出通过交接数据的自动采集,依托管道生产管理系统使交接双方在线签章确认的信息化解决方案,提高了计量交接的工作质量和工作效率,为计量交接业务的管理决策提供参考意见。     

天然气能量计量体系在中国的建设和发展

天然气贸易交接中的计量方式通常有三种,即体积计量、质量计量和能量计量。由于能量计量反映的是天然气的热能,作为最能反映其燃料特点的一种合理和科学的计量方式,在天然气国际贸易中被广泛采用。然而,中国目前尚普遍采用以体积流量作为贸易结算的依据。2008年12月31日,中国国家标准化管理委员会发布GB／T22723—2008《天然气能量的测定》国家标准,并于2009年8月1日起正式实施。依据GB／T22723—2008在实施范围和对象、能量计量方法、标准参比条件和能量计量体系方面的要求,深入分析中国天然气能量计量体系在天然气能量计量标准体系、能量计量相关设备的配置和性能评价、体积流量和发热量量值溯源链、标准参比条件和结算单位等方面的建设现状,并通过3个天然气长输管道A级计量站天然气能量计量技术的应用实例,（该3个A级计量站发热量测定均达到了GB／T18603—2001《天然气计量系统技术要求》对A级计量站0．5％的不确定度水平要求）,表明中国已具备实施天然气能量计量的基础条件。为了进一步推动中国天然气能量计量体系的发展,本文还讨论了全面实施能量计量还存在的一些不足,提出当前最重要的是应尽快形成甲烷不确定度0．05％、其它少量组分不确定度0．5％的国家一级天然气分析用多组分（九元）气体标准物质,建立不确定度为0．25％的发热量直接9n,4定装置,达到ISO15971：2008〈天然气性质测定发热量和沃泊指数》规定的一级水平,完善天然气体积流量和发热量量值溯源链,制定天然气溯源标准和能量测定系统性能评价标准,促进天然气能量计量技术在中国的全面实施。     

大流量天然气的计量和仪表检定

天然气流量计量是天然气管道工业中最重要的环节,它是企业进行贸易交接、经济分析、降低运行成本的主要因素,直接影响企业的经济效益和用户利益。 长输管道用的气体超声流量计,是利用传播时间差法原理来测量天然气流量。在天然气工业中的应用有了突破性进展,多声道超声流量计已被气体工业界所接受,可作为天然气贸易交接计量中应用。     

计量系统在天然气贸易交接中的应用

针对天然气贸易交接中计量系统的重要性,重点介绍了天然气贸易交接中计量系统的设计,包括计量系统的组成、配置以及超声波流量计的标定等有关事项,设计及安装的贸易计量系统需要同时满足买卖双方国家或公司的有关规定;阐述了计量系统的关键性指标以及总体不确定度的具体计算方法。     

天然气管道标准孔板流量计计量误差的分析

结合国家石油天然气行业2004最新实行标准SY／T6143—2004对长输天然气管道供气单位与用户双方气量交接中的孔板流量计计量误差进行了一些分析；其次，通过一定量的计算，分析了孔板流量计计量中各参数和变量对计量误差的影响，并对误差大小做了一个粗略的估算；最后，结合所做的误差分析，从个人角度对孔板计量装置的合理设置谈几点粗浅的认识，供同行业参考，探讨。     

新型计量远程诊断系统技术研究

目的天然气计量管理是天然气贸易交接正常开展的重要保证,对天然气买卖双方均具有极大的经济效益影响力。计量设备数据异常定位在实际应用中难以及时发现,导致计量数据累积误差,可能产生较大的经济损失,计量管理人员迫切需要实用性工具以解决该问题。 方法通过对计量设备的数据异常来源的调研分析,建立了异常数据诊断指标体系,并基于对体系数据的实时监测,开发了一种新型计量远程诊断系统。 结果该远程诊断系统实现了实时在线计量诊断。系统出具诊断报告,指导现场检修。 结论使用此新型计量远程诊断系统节约了计量人员现场差旅及排除故障的时间、成本,并确保管道的运行稳定。      

中国天然气计量技术及展望

天然气计量是国家、社会和经济发展的基础性工作,准确可靠的计量是促进我国天然气工业快速发展的重要保证。为此,分析了天然气计量的重要性及其特点,从计量技术标准体系、计量器具的应用技术、天然气贸易交接计量方式、量值溯源体系和计量管理方面对国内外天然气计量技术进行了对比分析,并对中国天然气流量计量技术的发展进行了总结和展望。研究结果表明:①天然气计量是量大、动态、可压缩介质的气体计量,计量结果由工况流量、组成、温度、压力等数据导出,每个基础数据都要被准确测量,才能保证计量结果的准确性;②我国已经建立了天然气计量技术体系,主要包括计量法律、法规,计量技术标准与规范,计量量值溯源技术,计量器具的应用技术,计量管理制度等;③随着我国天然气工业的高质量快速发展,我国天然气计量技术体系将持续完善并进一步与国际接轨,计量器具可靠性保证可能从强制检定转变为通过检定或校准均可的方式进行溯源,计量器具国产化进程会加快,天然气贸易计量方式将发生从体积计量转变为能量计量的重大改变。结论认为,我国建立的天然气计量技术体系基本满足了国家天然气大发展的需求,但仍需进一步提升和完善。     

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。     

对“用气体超声流量计测量天然气流量”国家标准的修改建议

气体超声流量计具有测量准确度高、适应性强和自诊断能力强等优点而被广泛用于天然气生产、输送及销售计量中,中国与俄罗斯天然气贸易交接计量就使用了超声流量计。为了提高天然气贸易交接计量的准确度、维护贸易双方合法的经济利益,分析比较了气体超声流量计国际标准ISO 17089-1—2010、俄罗斯标准ГОСТ8.611—2013和中国国家标准GB/T 18604—2014等3个标准的适用范围、测量气质条件、超声流量计技术指标、安装要求和现场测量性能保障措施等方面的异同点,并进行了2台超声流量计串联安装计量试验,开展了试验数据的重复性、安装位置对计量性能的影响和流量差值控制限分析,在此基础上提出了对GB/T 18604—2014的修订建议。研究结果表明:(1)中国标准同国际标准的主要技术内容是基本一致的,但前者在超声流量计使用过程质量控制方面还有待加强;(2)建议GB/T 18604—2014增加ISO 17089-1—2010中超声流量计两次校准误差限、测量误差处理方法以及串联安装超声流量计比对方法等方面的内容。     

多气源混输管道在线气相色谱仪安装位置的确定方法

采用在线气相色谱仪实时监测管道中天然气组分的变化是目前大型输气场站保证天然气计量准确性的关键工艺,而在线气相色谱仪抽取样品的代表性则是保证分析检测结果准确可靠的关键因素,对于多气源汇合的输气场站,不同气源天然气的混合程度直接关系到在线气相色谱仪所取样品的代表性。为此,以中石化川气东送工程的普光首站为例,按照该站的工况条件,采用FLUENT软件对多气源天然气的混合规律进行了仿真模拟,探讨了多气源天然气混合距离与温度、压力、流速等因素的关系,以及多气源天然气混合均匀的最近位置。试验结果表明:(1)含两种不同摩尔分数值组分的天然气在汇管不同位置处混合的均匀程度不同——距汇管50 m处天然气各组分混合不均匀,具明显分层现象,距汇管150 m处天然气各组分的混合开始呈现均匀状态,但仍存在分层现象,距汇管280 m处天然气各组分混合完全呈现出均匀状态,其CH_4摩尔分数为98.30%,CO_2摩尔分数为0.95%;(2)在普光首站距混合点280 m以远处的位置安装在线气相色谱仪取样较为合适;(3)对于气源体积流量或气源的体积流量差别较大、压力较高或温度较低的工况条件,在线气相色谱仪的取样点可适当靠近混合点。     

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。     

俄罗斯天然气产品测量、计量保障体系简介

为满足国内日益增长的天然气消费需求,我国政府已与土库曼斯坦等国家就引进天然气签订协议,未来还将从俄罗斯进口天然气。了解俄罗斯天然气产品测量及相关的计量保障体系,将有助于商务合同中有关技术协议的签订,保证引进工作的顺利开展,保护国家利益。为此,对俄罗斯天然气产品流量测量和质量测定的计量保障体系的基本情况做了比较全面的介绍,包括国家一级标准装置和标准物质、溯源链、方法标准、工作标准物质、测量仪器等,在此基础上提出了对俄罗斯天然气产品测量计量保障体系、标准、修订方面的几点认识,可为加快我国天然气产品测量标准体系的完善及与俄罗斯天然气产品测量体系的对比研究提供参考。     

多声道超声波流量计在“中—土”天然气项目贸易计量中的应用

随着中国—中亚天然气管道投产输气,在中国—土库曼斯坦天然气项目贸易计量交接中首次应用了多声道气体超声波流量计。为此,详细介绍了德国RMG公司生产的多声道超声波流量计的工作原理、结构、性能特点和校准情况。现场应用情况表明,该流量计具有测量精度高、测量范围宽、抗干扰性强、无压损、超载安全、可进行双向测量和测量的影响因素少等特点,应用在高压、大流量的天然气计量中具有强大的优势。多声道气体超声波流量计完全适用于国际天然气贸易计量交接,有效地提高了国际天然气计量技术水平,避免了国际贸易计量的纠纷,为中国石油天然气集团公司在中亚地区天然气项目的贸易计量提供了一个典型的成功案例。