天然气能量计量标准化——天然气计量改革势在必行

徐兆明（大庆油田有限责任公司质量节能部）

王学文（中国石油天然气集团公司质量管理与节能部）

天然气能量计量标准化
——天然气计量改革势在必行

徐兆明（大庆油田有限责任公司质量节能部）

王学文（中国石油天然气集团公司质量管理与节能部）

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 能量计量 标准化

天然气计量系统是指用于实现计量的全套计量仪表及其相关设备。它是一项系统工程，不但涉及计量设备、仪表与方法，而且也与场站建设、计量规模和管理等有关。为加快我国天然气（大规模）交接计量的方式由传统的体积计量向能量计量过渡，全国天然气标准化技术委员会于2003年成立“天然气的能量测定”标准技术工作组，开展了天然气能量测定相关的技术研究和标准化工作。由中国石油西南油气田公司天然气研究院、中国石油大庆油田有限责任公司、中国石油西气东输管道公司南京计量测试中心、中国石油西南油气田分公司天然气计量检测中心和中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司的人员组成的标准技术工作组，修改采用国际标准《天然气能量的测定》（ISO15112：2007），制定了国家标准 GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》，它提供了采用测量或计算方式对天然气进行能量测定的方法，并描述了必须采用的相关技术和措施，同时规定：应按照GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》选择相应的能量测定方法。

1 天然气贸易交接计量的方式

天然气贸易交接计量方式有能量计量和体积（质量）计量之分，国外多数国家采用以能量计量为主、体积计量为辅的计量方式，目前国内绝大多数天然气贸易交接计量采用体积计量。

天然气是一种可燃气体，主要成份是以甲烷为主的烃类混合物，并含有乙烷及少量的丙烷、丁烷、二氧化碳、氮气、硫化氢及微量的氧气等其他组分。天然气的价值以烃类物质燃烧时所释放的热值来衡量。不能贡献热值（CO2、N2等）又影响天然气应用的（H2S）可以统称为天然气的“杂质”。天然气的“杂质”含量越高，则天然气的“品质”越低，所能利用的天然气热值含量就越低。天然气贸易交接能量计量就是通过直接或间接的办法测定单位立方米或立方英寸的天然气在标准状态下的发热值，然后进行能量（热值）的计量。

2 开展天然气能量计量的必要性

天然气计量由体积计量转为能量计量是不可逆转的趋势，现在国内一些大的天然气生产企业已经在逐步实施天然气体积计量向能量计量的转化。普遍采用气相色谱法测量天然气发热量量值，这种方法简洁、快速，适合输送管道中天然气的在线测量或离线测量，天然气企业已广泛采用。天然气测量能力资源主要集中在天然气的生产企业、工业用户和民用天然气公司。天然气的输送管网遍及全国，其中分布着许多小型的检测实验室，主要检测设备是气相色谱仪，气相色谱仪由按质量法配制的标准气体来校准。

体积计量与能量计量相比最大的区别就是体积计量比能量计量少了一道热值计算，这恰恰是天然气体积计量最大的缺点，它不能直观地反应天然气的品质及价值。体积计量只管天然气在标准状态下的“体积”有多大，而不管这“体积”里的具体有价值的烃类物质有多少。

能量计量贸易双方交接的是真正有发热价值的“烃类”物质，而将天然气不发热的“杂质”间接排除在外，对买卖双方更公平。天然气能量计量能真实地反映其作为燃料和能源的价值，天然气的价值应是其所含的发热量，即热能。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。体积计量不可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。体积计量只反映了天然气有多少，而没有反映该天然气含有多少可以利用的热值。天然气转为能量计量后，可直接与其他能源比较，例如，与电、煤、油等进行直观的比较，从而为电厂、城市燃气准确预测生产用燃料提供准确数据。能量计量有利于促进天然气国际贸易，特别是国内新兴的液化天然气（LNG）更是采用100%能量计量交接。

西气东输管道、忠武管线和陕京二线已经投产，广东LNG也于2006年6月投产，福建LNG和拟建的其他地方区域性天然气管道工程将使我国的天然气利用进入新的时代。广东和福建LNG项目的购买和销售都是采用能量计量方式。为了使用和保护好天然气资源，给能源使用者提供选择能源公平、合理的机会，使天然气计量方式与国际惯例接轨，开展天然气能量计量是非常必要的。

3 天然气能量计量标准化

国内天然气体积计量技术及其标准化已经接近国际水平。为了使我国天然气计量方式与国际惯例接轨，中国石油天然气股份公司组织开展了能量计量可行性等方面的研究工作，完成了“油气计量方式与国际惯例接轨研究”、“天然气能量计量配套技术研究”、“天然气输配系统气质管理方案的研究”、“管输天然气气质数据管理系统研究”和“西南地区商品天然气实施能量计量的方案研究”、“天然气组成分析的溯源性研究”、“天然气能量计量应用与实施细则研究”、“西气东输二线天然气能量计量体系应用研究”等科研项目。

在天然气能量测定标准化方面，ISO于1998年开始制定《天然气能量的测定》标准，天然气能量测定国际标准ISO 15112已经于2007年正式颁布。我国《天然气能量的测定》国家标准已于2008年12月31日颁布（标准号为GB/T 22723-2008），于2009年8月1日起实施。天然气从体积计量转为能量计量是大势所趋，国内天然气计量改革势在必行，《天然气能量的测定》国家标准的颁布，为实施天然气能量计量创造了良好的技术条件。

4 天然气能量计量技术标准的应用和实施

从目前我国制订的天然气体积流量测定、天然气分析测试及相关的仪器设备检定规程看，我国的天然气流量测定、组成分析等标准及体积流量测定设备的检定规程已基本制订，只需在以后的工作中不断修订完善即可。但是，对于天然气热值直接测定技术，我国尚未建立高准确度天然气热值直接测定技术，也未制订相关的测试标准及检定规程，尚需要研制天然气热值直接测定装置，开展相关技术的科技攻关，为形成热值直接测定的方法标准奠定基础。因此，应开展天然气热值直接测定技术研究，完成相关测定标准的制订和天然气热值测定设备性能评价标准的制订。

同时，天然气的热值可通过组成数据进行计算获得，虽然我国已制订组成分析方法标准及实验室和在线气相色谱仪检定规程，并按其对天然气组成分析用气相色谱仪进行了检定或校准，但按国际通行惯例和ISO 10723的要求，要保证组成数据的准确性，需要尽快补充制订天然气组成在线分析系统的性能评价方法和设备管理细则等标准。同时在2012年组织制订专门针对天然气的在线硫化氢分析仪、在线水露点/水含量分析仪检定规程或性能评价标准。

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，已成为我国天然气工业健康发展的必由之路。但由于国家至今尚未出台相关的法规和政策全面实施天然气能量计量，国内的研究成果没有得到应用推广和实践检验。国内天然气流量测定通过多年的攻关研究和工程建设，在流量的溯源体系和质量保证体系应用方面，已经趋于完善和成熟。而热值测定，由于国内没有实施能量计量，热值数据不参与经济核算，故目前普遍存在设备配置不合理、管理不善、数据准确度差、溯源和质量保证体系不健全等情况，这些将严重阻碍能量计量的实施和应用。因此在国内实施能量计量尚需要推广应用和实践检验相应的研究成果，优化与整合天然气测量溯源体系，进一步完善天然气发热量测量标准（直接测量法），使其具有高水平的测量能力，制订天然气能量测量能力资源的评价标准规范，开展国际互认以及国内天然气能量测量能力评价活动，建立天然气能量计量资源评价体系和天然气能量计量资源共享平台，建立与国际接轨的天然气能量计量体系，这些将是“十二五”期内的重要工作目标。

[1]中国石油西南油气田公司天然气研究院,中国石油西气东输管道公司南京计量测试中心.天然气能量计量的理论与实践(BG/T22723-2008《天然气能量测定》宣贯参考资料).

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.01.015

2011-01-04）

徐兆明，1985年毕业于吉林工业大学工程机械系，获工学学士学位，1990年硕士研究生毕业于吉林工业大学机械工程系，2010年8月博士研究生毕业于大庆石油学院油气田化学工程专业，获工学博士学位。