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。     

天然气能量计量探讨

按质论价是市场经济的公平方式。然而，长期以来天然气贸易计量是按标准状态下体积流量进行结算的，不管天然气组份如何，发热量是高或是低均是相等价格，这是不合理的。由于天然气是从各个油气田不同油气藏采出的，其组份千差万别，发热量各不相同，重组份多的天然气发热量就高，轻组份多的天然气发热量就较低，矿井气、人造煤气发热量就更低。为了克服这种不公平现象，天然气（燃气）进行能量计量是可取的。本文就如何进行天然气能量计量作粗浅的探讨。     

我国如何实行天然气能量计量和计价

我国是世界上为数不多的使用天然气体积计量和计价的国家,在当前我国天然气资源供应多元化、市场需求旺盛、天然气体制和天然气价格改革不断深入、市场化竞争格局正在形成的大环境下,实行天然气能量计量和计价比以往任何时候都更为迫切。为此,在阐述我国实行天然气能量计量计价紧迫性的基础上,分析了我国天然气采用能量计量计价在计量界面、计量方法、计量单位、气价转换和管道运价等方面所面临的问题,并提出了实行天然气能量计量计价的解决办法和实施路径。研究结果表明:(1)我国天然气正进入资源供应多元化和国际化、体制改革不断深化、天然气价格和天然气交易市场化发展的新时期,迫切需要改革我国传统的天然气体积计量计价方式,实行天然气能量计量计价;(2)实行天然气能量计量计价应基于我国天然气能量计量标准体系并结合天然气产业链实际,优选切实可行的能量计量界面和计量方法 ;(3)以焦耳作为能量计量单位,按国家发展和改革委员会指定的天然气热值进行天然气体积价格向能量价格转换;(4)天然气管道运输应统一实行能量计量计价;(5)我国天然气能量计量计价宜在试点先行的基础上,按直供工业用户、非居民用户、居民用户的顺序逐步推进。     

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.     

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。     

天然气能量计量的技术进展

我国自2008年底发布GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》以来,开展了大量实验研究与现场测定工作,取得了一系列成果。但由于近年来国际上发布的一系列重要标准在我国尚未转化并贯彻,故在溯源准则建立、分析系统测量误差及其不确定度评估,以及蒙特卡洛模拟及其在能量计量中的应用等方面尚存在缺陷。最后对今后能量计量的技术开发提出了4点建议。     

天然气能量计量设计关键技术研究

自2019年5月24日中国国家发展和改革委员会等四部委共同发布《油气管网设施公平开放监管办法》以来,中国天然气贸易交接计价方式实现了由体积向能量的正式转变,但在具体开展的能量计量工作中,标准、法制、关键技术等方面尚存在诸多问题.在对国内外天然气能量计量法规、标准及关键技术充分调研的基础上,分析了规范、标准的适用性.分析...     

探究天然气能量计量设计关键技术

新时期背景下,为了提高天然气能量计量的水平.文章结合实际在分析天然气能量计量研究必要性的基础上,对天然气能计量的发展现状以及应用方式进行了探讨.最后对天然气能计量设计中常见的关键技术进行研究,希望探讨之后可以给该领域的工作人员提供参考.     

先进的天然气在线能量计量

介绍了天然气计量的两种方法：体积计量和能量计量，并对体积、能量混合计量法在实践中的应用作了简单说明。     

大庆油田天然气计量仪表更新改造的可行性

在调研的基础上，分析了大庆天然气计量系统更新改造的迫切性和必要性。通过气体流量计选型对比，论述更新改造的正确途径，关键在确定检测方法和对计量仪表智能化的改造，重点放大对软件的开发上。同时，介绍了如何选择敏感元件以及在变送器和二次仪表的开发上应注意提高精度，这给有关部门在更新改造设备时，提供技术上的借鉴。     

中国天然气能量计量体系建设探讨

"十三五"期间,中国天然气工业高速发展,已形成国产常规气、非常规气(页岩气、致密砂岩气、煤层气等)、煤制天然气、进口液化天然气、进口管道气等多元化的供销格局,气源高位发热量范围介于34～43 MJ/m~3,不同气源发热量差值最大超过20%。2019年5月24日国家发展和改革委员会等四部委联合发布《油气管网设施公平开放监管办法》,要求于该办法施行之日起24个月内建立天然气能量计量计价体系。为了加快我国天然气能量计量体系的建设步伐,综述了量值溯源、能量计量标准等方面的中国天然气能量计量体系建设成就,分析了在天然气流量计量技术,发热量测定技术,量值溯源,能量计量关键设备国产化、智能化及应用技术,基于大数据分析的天然气管网能量平衡技术,多气源下的质量跟踪与监控技术,能量计量标准体系,以及新能源检测与计量技术等方面的需求,并提出了中国天然气计量发展对策。研究结果表明:(1)中国天然气能量计量体系基本满足实施天然气能量计量的要求,但与国际领先水平相比在高水平流量计(0.5级)的检定与应用、高准确度气体标准物质、发热量基准装置的水平、计量标准体系等方面还存在着差距,需要进一步提升;(2)中国要加快能量计量关键设备国产化、智能化技术的研究和应用;(3)天然气管网应建立计量核查方法和基于大数据分析的能量平衡系统、多气源下的质量跟踪与监控系统,以实现优于0.10%的国际领先水平的天然气管网能量输损指标;(4)为规模化应用氢能源和生物能源,实现氢气、生物甲烷与天然气的混输,应开展掺氢/生物甲烷天然气检测与计量新技术及其标准化方面的研究工作。     

大庆油田天然气计量仪表更新改造的可行性

在调研的基础上，分析了大庆天然气计量系统更新改造的迫切性和必要性。通过气体流量计选型对比，论述更新改造的正确途径，关键在确定检测方法和对计量仪表智能化的改造，重点放在对软件的开发上。同时，介绍了如何选择敏感元件以及在变送器和二次仪表的开发上应注意提高精度，这给有关部门在更新改造设备时，提供技术上的借鉴。     

天然气计量误差和能量计量方法的应用分析

天然气计量直接关系到天然气贸易的公平性,文中针对天然气计量过程中的计量误差问题,进行了多种计量方式的对比。结果表明,我国普遍采用的体积计量方式,由于仪表问题、气质问题、使用条件问题以及管道内壁粗糙度等原因,使得计量过程经常产生较大误差,有必要在我国推行能量计量方法。     

中国建立天然气期货市场的必要性和可行性

天然气是近期内唯一可能大规模替代煤炭和石油的清洁能源。中国的天然气工业有着广阔的发展前景,而价格则是影响其发展的核心因素。为此,通过研究天然气工业发达国家的经验以及期货市场定价的特点,认识到了中国建立天然气期货市场的必要性:1期货市场发现的价格最接近理想的均衡价格;2期货市场可以发现连续的远期价格;3在合约到期日(交割日)期货价格与现货价格收敛趋同。基于中国天然气市场的现状及发展趋势,认为建立中国自己的天然气期货市场是可行的:1我国天然气现货市场参与者已经达到一定数量,进行期货交易的需求潜力巨大;2我国天然气管输和储备系统基本完善,交割条件已经具备;3国内期货市场快速发展,提供了管理经验和人才保障;4中国地理位置优越,有望成为东亚天然气定价和交割中心。因此中国应该尽快建立天然气期货市场,发现天然气市场价格。     

对天然气能量计量方法实施的认识

根据国际标准化组织天然气技术委员会(ISO/TC193)发布的有关分析溯源性、色谱分析操作评价、标准气混合物(RGM)制备及发热量直接测定等国际标准,讨论了我国实施天然气能量计量时对测定结果精密度和准确度进行评价应采用的方法。同时,对正在制定中的国家标准天然气能量测定(征求意见稿)提出了若干建议。     

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...     

我国石油进口的必要性与可行性分析

从石油需求及供给角度分析了我国石油进口的必要性,从世界原油的供应情况及我国的外汇储备角度分析了石油进口的可行性,认为从经济角度来看我国实施石油进口战略是合理的。     

我国颁布天然气能量测定标准

据石油工业标准化信息报道,国家标准化管理委员会2008年第22号公告发布了GB／T22723—2008《天然气能量的测定》的国家标准,并将于2009年8月1日实施。这标志着我国天然气能量计量将有标准可依．对我国天然气计量方式与国际惯例接轨提供了技术支持,并将极大地促进我国天然气工业的发展。     

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。     

天然气能量计量的溯源性与不确定度评定

扼要介绍了天然气能量计量涉及的3种不同类型计量方式。由于它们的量传与溯源方式有明显区别,故其测定结果的不确定度评定方法及其适用标准也各不相同。并指出我国目前已经在能量计量技术开发方面取得了长足的进步,但在溯源性架构、获得及应用方面仍与国外先进水平存在相当大的差距。鉴此,对今后的研发工作提出以下建议:(1)尽快制定并发布天然气分析溯源准则国家标准;(2)加快相对扩展不确定度(U)优于0.3%(k=2)0级热量计的建设;(3)作好蒙特卡洛模拟法评定天然气管网能量计量系统不确定度的技术准备。