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。     

天然气能量计量的不确定度评定探讨

国家标准GB/T 22723-2008 《天然气能量的测定》 已于2008年底正式发布,很快将在商品天然气的大规模交接计量中推广使用。为此,综合分析了天然气能量计量不确定度评定及标准物质应用的有关标准与规范,从澄清若干基本概念着手,就天然气流量计量和天然气组成分析两个不同计量领域进行测量不确定度评定的适用标准、实验标准偏差（随机误差）评定、系统（因素导致的）不确定度评定与不确定度合成等有关问题提出了若干看法,并结合示例加以说明,以期更好地指导贯彻执行新的国家标准,促进我国天然气计量工作进步与发展。     

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。     

国家天然气计量检定能力规划和建设

为了适应国家天然气工业的快速发展,2008年国家石油天然气大流量计量站按照国家质检总局和中国石油天然气集团公司的要求编制完成了《天然气流量量值溯源体系2020年发展规划》。规划中明确了提升现有计量机构检定能力的方案,规划新建一批覆盖西北、华北、东北、华中、华南、新疆等地区的计量检定站点,以满足全国天然气管网的检定需求。天然气计量检定站点建设涉及计量工艺系统、天然气流量量值溯源传递方案、各级计量标准装置及天然气流量、压力和温度的稳定措施等关键技术。天然气计量检定站点的设计建设应重点从天然气流量测量技术上进行突破,攻克天然气计量标准装置测量准确度的瓶颈限制,降低对上下游管网的依赖,实现低能耗、高效率运行,进一步提高检定能力以满足国家天然气工业的发展需求。     

对天然气分析中测量不确定度评定的认识

2011年国家质量监督检验检疫总局发布了经修订的国家计量技术规范JJF 1059,并同时发布了新版的JJF 1001-2011“计量学通用术语及定义”,用以替代1998版的“通用计量术语及定义”。为了更好地贯彻执行该标准,结合天然气气质控制与能量计量实验室建设的需要,从不确定度评定与实验室认可的关系、实验室的校准和测量能力、标准物质生产者能力准则以及用蒙特卡洛（MCM）法评定测量不确定度等4个方面分析了天然气分析中测量不确定度评定存在的问题：①水露点的测定必须与相对湿度测量比对才能建立溯源链,目前对其不确定度的测量还未开展全面研究,从溯源性的角度分析,GB/T 17283规定的水露点测定方法不具备作为基准方法或仲裁方法的条件;②在天然气质量控制及能量测定领域,我国目前尚无经国家实验室认可委员会（CNAS）认可的实验室;③JJF 1059“测量不确定度评定与表示”（GUM）法在实际操作中无法应用于天然气能量计量时在线气相色谱分析系统的整体不确定度评定。同时,明确了确定标准物质特性值及生产标准物质的注意事项,建议GUM法在实际操作中无法应用时使用JJF 1059.2规定的另一种不确定度评定方法--MCM法来进行评定。     

天然气能量计量在我国应用的可行性与实践

天然气作为清洁能源的核心价值在于其供出的发热量。由于我国天然气贸易量逐年上升且随着GB/T 22723—2008《天然气能量的测定》正式实施,天然气交接将从体积计量方式逐步转向能量计量和结算。中国石油天然气股份有限公司于2011年开始在中国石油西南油气田公司建设天然气质量控制和能量计量重点实验室,致力于我国能量计量体系的建设和推广应用。为此,从设备配置和管理、检定规程、方法标准、标准参比条件、气体标准物质、体积流量,以及发热量直接测定量值量传溯源链等方面,深入分析了我国应用能量计量的可行性,并阐述了在西气东输一线和川渝管网的应用实践。结果表明:我国目前已基本具备了实施能量计量的技术条件,整体技术水平在不断提高,可初步满足能量计量应用要求;天然气分析用气体标准物质制备、发热量间接测定、流量原级标准装置水平有待进一步提高。最后提出了6个方面的发展设想来支撑天然气能量计量的全面实施。     

我国天然气流量测量技术标准体系的建立

随着我国经济的迅速发展,能源消费不断增长,天然气贸易测量越来越受到重视,对其准确性和可靠性也提出了更高要求。考虑到天然气工业的发展和管道建设的需求,我国于二十世纪末开始构建并逐步完善天然气流量测量标准体系,目前已制修订了11项天然气测量方法标准及天然气仪表检定方法标准。该标准体系以GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》为基础,涵盖了常用的气体超声流量计、气体涡轮流量计、科里奥利质量流量计等流量计,既能满足天然气长输管道大宗贸易测量,又可满足城市燃气测量的需要,既有体积量结算,又有质量结算,还有能量结算,不但满足了天然气工业迅速发展的需要,也提升了我国天然气流量测量标准国际化水平。     

移动式天然气计量标准装置助力天然气大发展

<正>中国石化移动式天然气计量标准装置是中国石化第一台高压、大流量天然气计量标准装置,目前该装置通过了国家质检总局建标考核,并取得国家法制授权,已正式开展天然气流量计的检定和校准工作。该设备的投用,缓解了我国天然气流量计检定能力紧张的现状,完善了我国天然气计量量值传递体系。自设     

天然气的计量方式

<正>天然气计量包括体积计量、质量计量和能量计量三种形式。国际天然气贸易或欧美日韩等工业发达国家广泛采用能量计量,而我国及周边俄罗斯、中亚地区天然气资源国家仍以体积计量为主。本文简要介绍常见天然气计量方式的工作原理、优缺点及适用范围,供读者参考。体积计量常见天然气体积计量仪表包括孔板流量计、涡轮流量计、超声波流量计、腰轮流量计、涡街流量计、旋进式旋涡流量计等。     

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。     

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。     

俄罗斯录井技术现状与应用前景分析

俄罗斯录井技术起步较早,但近几年发展速度放缓。我国与俄罗斯的录井技术各有特色,具有很强的互补性。为了借鉴俄罗斯录井技术的长处,提高我国的录井技术水平,从录井仪研发、钻井参数、气体参数、地质参数和录井信息化等方面分析了俄罗斯录井技术的现状和特点,并与我国的录井技术进行了对比。分析认为,俄罗斯在仪器房布局、传感器类型等方面具有技术优势,我国在仪器房安全防护、气体定量分析、录井信息化和特色录井技术等方面具有技术优势。因此,我国应引进俄罗斯的优势录井技术,提高我国的录井技术水平,缩短我国与先进录井技术之间的差距。      

俄罗斯出口天然气管道建设规划及对中国引进天然气资源的影响

为避免俄罗斯与乌克兰之间的冲突对俄罗斯出口天然气的影响,俄罗斯开始规划新的天然气出口管道,包括向欧洲供气的北流管道和南流管道,以及面向亚太地区的东部天然气管道。俄罗斯国内陆续出台的天然气发展规划对中国引进俄罗斯天然气资源有重要影响,萨哈林项目和恰扬金气田成为向中国供气的主要资源基地,东线供气方案实施的可能性越来越大。中国石油公司应时刻关注俄罗斯在东部地区的能源政策与发展动向,以推动引进俄罗斯天然气项目的进展。     

俄罗斯天然气在东北地区的利用发展分析

中俄东线天然气即将引入中国,将对东北地区的天然气利用项目产生有力的推动作用,同时也将面临各种问题。为建立长期可持续发展资源供应体系,结合能源供需实际,讨论了俄气到来后,东北地区天然气未来的发展方向,并分析了存在的主要问题:①天然气自产不足,域外依存度高;②地域特点决定替代能源可有多种选择;③调峰困难且富余天然气难以处理;④天然气替代经济性差,价高难以承受。并针对矛盾点进行了总结,指出来源多元化和资源多样化才能可持续发展。明确东北地区宜以天然气作为过渡能源,并提出了适宜地区经济发展的天然气利用建议。     

俄罗斯地下储气库现状及未来发展

储气库建设是天然气调峰及战略储备的重要手段,中国处于储气库建设初级阶段。俄罗斯储气库建设起步较早,形成了系统的储气库建设技术,建立了比较完善的储气库网。从跟踪及借鉴的角度出发,追踪了俄罗斯储气库发展过程及俄罗斯对储气库的需求,介绍了俄罗斯在用储气库、在建储气库、正在勘查储气库的数量、分布、建设时间、重点参数等,分析了俄罗斯储气库建设关键技术,阐述了俄罗斯储气库建设未来发展规划。在此基础上,对中俄储气库合作前景进行了分析,建议中国与俄罗斯在储气库建设方面开展合作,促进中国储气库建设快速发展,改善中国天然气季节性不均衡局面。     

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目前，我国大规模交接计量基本上都使用体积计量，为使我国商品天然气的交接计量与国际接轨，正准备由体积计量向能量计量过渡。章主要阐明了有关过渡方面的5个问题：（1）实施天然气能量计量并非单纯计量技术的进步；（2）发热量准则是体现能量计量科学上准确性的基础；（3）目前国内外普遍采用计算法确定发热量，我国今后在能量计量中也将采用此法，但必须以直接法为基准进行校核后才能制定相应标准；（4）实施天然气能量计量涉及多种在线测定仪器，目前我国基本上依靠进口，也缺乏现场使用经验，对此应及时做好准备工作；（5）应根据我国的法令，法规及时完善有关能量计量的标准体系。     

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。