天然气贸易计量的准确性与可靠性保障措施

介绍国内天然气贸易计量的现状和发展趋势,分析计量站场设备选型、工艺安装、环境及辅助设施、气质条件等因素对天然气贸易计量的影响,结合对现场贸易计量系统进行性能评价、开展现场计量监督检查等技术手段,提出保障天然气贸易计量准确性与可靠性的实施措施,保证天然气贸易计量各环节处于可靠受控的状态,确保天然气贸易计量的准确性与可靠性。     

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。      

超声波流量计计量系统性能的主要影响因素

随着我国天然气工业的发展，已有大量超声波流量计用于高压、大流量的天然气计量。尽管我国已于2001年颁布并实施了气体超声波流量计使用方面的国家标准GB/T18604-2001，但是随着超声波流量计越来越广泛的使用，国内外对超声波流量计计量性能的影响因素已有了进一步的研究；而且，目前我国超声波流量计在天然气计量中的应用效果也还需要进一步改善。因此，根据目前国、内外最新研究成果，对噪声、脏污、压力及温度测量对超声波流量计计量系统性能的主要影响因素以及控制对策进行了分析探讨，以期改变虽经实验室检定合格、但用于现场却不能达到预期计量性能效果的情况，使超声波流量计在现场能够得到更好的应用。     

榆林气田计量系统的评价与优化

从气田生产现场计量器具、天然气流量计量、液体流量计量以及计量标准的建设四个方面对榆林气田计量系统现场进行深入调研和分析,对存在问题提出了优化和改进措施。     

组合涡轮气体流量标准装置计量性能测试与应用

介绍了国家石油天然气大流量计量站成都分站新建的组合涡轮气体流量标准装置,包括其工艺流程、计量性能测试要求及测试结果。该标准装置可用于天然气流量计实流检定,保证现场天然气贸易计量的准确性和可靠性。通过分析测试数据,证实该标准测量结果不确定度优于0.33%,测量结果的重复性、稳定性均满足气体流量工作计量器具的检定要求。     

云台激光气体泄漏探测系统在天然气站场的应用

目的 分析评估云台激光气体泄漏探测系统在天然气站场实际应用的性能表现。方法 充分考虑光强衰减、各类现场环境、人为干扰等影响因素,设计了一套操作性强的测试方法,并开展实际测试。结果 得出了在不同场景、不同距离、不同干扰因素下的探测数据。结论 采用提出的测试方法开展现场测试的数据表明云台激光气体泄漏探测系统探测精度高、抗干扰能力强,普遍适用于各类现场环境,在天然气站场气体泄漏探测领域具有良好的应用前景。     

天然气计量站计量系统的雷电防护技术

目前使用的天然气计量器具均采用了微电子技术,使得计量系统容易遭受雷电的危害。文章针对湖田计量站天然气计量系统遭受雷击破坏的情况,分析了问题产生的原因,根据天然气计量系统的特点,综合考虑多方面的影响因素,提出了整体设计、综合治理、系统实施原则和有效拦截、良好屏蔽、均衡连接、合理接地、堵截通道、全面防御的防雷技术方法。通过一系列整改措施的实施,计量系统得到了很好的保护,安全运行一年多未受到雷击的影响,能够在雷雨天气正常、稳定运行。     

储气库井口天然气计量影响特性研究

目的获得准确的储气库井口天然气计量影响特性,评价流量计在储气库井口计量的适应性,提高储气库井口天然气计量的准确度,以优化生产运行参数、提高天然气注采率。 方法采用实验室与储气库现场相结合的实验手段,并基于大数据统计对比分析方法,建立储气库井口流量计计量性能评价方法,研究了5个流量计的计量影响特性。 结果通过对比可知:①不同类型超声流量计在不同压力条件下计量特性不同,受超声流量计探头性能的影响,有的超声流量计经低压测试后,具备代表此流量计在一定高压范围的计量性能,但在远超过检定压力范围的情况下,其计量性能将发生变化;②差压流量计在不同压力条件下计量重复性较好。 结论①靶式流量计对天然气中杂质要求较低,压损小,但误差高达40%,且故障率高;②针对相国寺储气库气质与现场工艺条件(主要是含水量少、凝析油少、节流阀无噪声干扰),经过天然气实流校准后,5个流量计的计量示值误差符合GB 50349-2015《气田集输设计规范》中“井口计量设施的允许偏差为±7.0%”的要求,J1槽道流量计、J2均速管流量计、J3超声流量计偏差满足±5%的偏差范围;③建议储气库井口流量计需经过天然气实流校准后使用,且运行工况流量应高于拐点流量,以保证现场注采气的计量准确性。      

SY/T 6658-2006《用旋进旋涡流量计测量天然气流量》修订建议

旋进旋涡流量计在天然气销售终端计量领域应用较多,随着计量技术和流量计现场使用经验的积累,以及国家实施天然气能量计量的迫切性,有必要对SY/T 6658-2006《用旋进旋涡流量计测量天然气流量》进行修订。对比分析了旋进旋涡流量计国内外有关标准主要技术条款存在的差异,试验测得渐缩管和弯管后不同直管段长度安装时旋进旋涡流量计最大测量性能偏差可达-0.7%。建议对SY/T 6658-2006进行修订时,在准确度等级和重复性要求,以及实流校准要求方面与国家有关技术标准条款进行统一,完善安装工艺要求和扰流测试评价要求,增加能量计量的显示、输出功能和流量计修正系数方法等。     

便携式LNG取样器的开发和测试

针对液化天然气(LNG)在生产和贸易过程中的质量控制,就LNG试样的有效性和代表性及多点取样难题,设计了一种便携式LNG取样器,由气化系统、数字显示系统、接收装置、电源等部分组成,并进行了现场取样测试及仪表功能测试。结果表明:该便携式取样器具有性能稳定、容易配置、使用方便的特点,有效解决了LNG的多点取样难题。     

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。     

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。      

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文章从以下６个方面综述了当今国际上气体流量测量技术的最新进展：①在加拿大新建成的ＴＣＣ高压天然气大流量标定装置,它是目前世界上最精确的高压气体流量标定站;②全新的大流量气体流量传递标准－世界第一个工业用大型旋转活塞（腰轮）式校准仪;③新一代的气体超声流量计;④新型气体腰轮流量计;⑤用于天然气国际贸易输送的计量系;⑥用于较小计量点的新型天然气分配计量系统。     

气体超声流量计在长庆气田的应用

长庆油田第一采气厂79座集气站、3座净化厂、2座配气站的天然气计量系统中以孔板流量计为主，但由于受天然气气质、生产条件及外界条件的影响，在使用中经常出现标准孔板附着脏物、损伤、取压管路堵塞或泄漏等情况，导致维护工作量较大，也影响天然气的准确计量。为了提高天然气贸易计量的准确度，通过对各类流量计的性能优选，长庆气田2003年在“西气东输”天然气贸易计量系统中首次尝试应用Instromet、Daniel两种气体超声流量计，并开展孔板流量计的对比分析研究，大大提高了贸易计量管理水平及贸易计量准确度，取得了较好的应用效果及经验。为此，简述了气体超声流量计的工作原理、工作性能特点，气体超声波流量计量值溯源，探讨其应用中的不足，以期为气体超声流量计的现场应用提供参考。     

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目前在各工业部门普遍使用孔板、涡街和涡轮等流量计测量气体的流量，这些流量计本身固有的缺点，使它们并不能很好地满足现代化气体计量的需要。由于气体超声流量计具有一系列优良的计量特性而获得普遍认可，并被授予允许用于贸易输送计量的批准书。基于高新技术的多声道气体超声流量计在各工业发达国家已成功地被用于天然气的贸易输送计量，特以英斯卓美公司的气体超声流量计为例，说明其工作原理及独具的技术特点。文中将气体超声流量计与其他流量计（如孔板、涡街、涡轮等）进行了性能对比，对５声道的气体超声流量计与音速喷嘴也进行了比较。与孔板阀相比，由气体超声流量计组成的气体计量站在投资和占地面积方面都有很多优势。同时还简述了这种新型流量计的典型应用场所、安装及维护方面的优点。     

自动化系统在净化气外输站的应用

净化气外输站为中亚管线首站(WKC1站)两个重要气源之一。该站集长输管线增压和交接贸易计量功能为一体,采用自动化控制生产,能实现年处理天然气量130×108 m3。本文主要介绍该站的自动化系统,对压缩机控制系统、站控系统及ESD联锁系统、第三方成套控制设备、现场检测控制仪表及设备等方面的运行状况进行了分析,显现自动化系统存在的问题,并提出了解决办法和建议,为下一步生产服务提供依据。     

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。     

新型多管路超声波流量计量撬的研制与应用

天然气计量结果的准确性,直接影响贸易结算的公平性。提供了一种新型多管路超声波计量的模块化拼接组撬技术,通过工厂预制,提高了焊接质量与超声波流量计前后直管段的管道安装精度;入口汇管的进气和分流方式确保了上游气源更易充分混合,使流体介质更为均匀,从而使在线色谱分析小屋的数据更具有代表性,有利于提高商品贸易计量精度;多路比对流程设计,可实现各超声波流量计的相互比对、互为备用。新型多管路超声波流量计量撬的研制为超声波流量计量系统在天然气贸易交接计量中的应用提供了借鉴和参考。     

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。