上海天然气贸易交接采用能量计量的探索

金美华 任学弟/.上海燃气(集团)有限公司，.上海市计量测试技术研究院

0 引言

随着各种气源的天然气和液化天然气（LNG）进入上海天然气管网,以及燃气公司下游用户的增加，天然气贸易计量的规模不断增大。由于国家现行天然气质量标准的宽泛，导致不同气源有着不同的品质，尤其是发热量的差异。如上海目前已有四种主要气源，其品质和热值不尽相同,不同质量的天然气却按相同的价格进行贸易结算,而用户使用的是天然气热能，因此有必要进行天然气能量计量的尝试。

1 天然气贸易计量的方式

天然气贸易交接计量的方式主要有能量计量和体积（质量）计量。能量计量系统在欧美国家已被普遍采用，我国目前除了台湾和香港地区、已经投产的广东及福建的LNG项目试点使用能量计量方式外，全部沿用体积计量方式。从国外的发展经验看，由于能量计量固有的科学性和合理性，计量与结算方式的改变对天然气工业的发展具有重要作用。我国前几年就为实施能量计量在标准制定等方面做了大量的准备，但目前总体尚在试点阶段，未在全国各地推广实施。

2 能量计量技术方案

能量计量是在体积（质量）计量的基础上，增加发热量测定，即天然气的量（体积或质量）与发热量的乘积。它们都涉及流量测量、组成分析、物性参数测定等设备、标准和方法。

根据最新颁布的国家标准GB/T22723-2008《天然气能量的测定》和早先发布的国家标准GB/T18603-2001《天然气计量系统技术要求》，可以初步制定天然气能量计量技术方案。GB/T22723-2008则规定了天然气计量的体积测量、发热量测量、体积换算、检定和校准及数据储存和传输的方法以及能量测定的界面划分和测定方法。

上海燃气能量计量技术方案则按照GB/T22723-2008和GB/T18603-2001制定技术方案：根据气源供应情况，选择下游电厂用户，确定能量计量的试点。计量站使用的计量设备和方法取决于流量、气体的商业价值、气质变化、冗余要求以及仪器的技术规格。并且符合GB/T18603-2001不同等级计量系统要求的方法和计量设备或产品测量天然气的量。其中有两种方法可用来进行测量。

（1）体积测量

根据天然气流动条件、流量测量范围、操作条件（操作压力等）可接受的压力损失及准确度等因素选用合适的流量计。

（2）发热量测量

发热量测量系统由取样系统和直接测量（热量计）、间接测量（气相色谱仪）、关联技术等三种设备中的一种组合构成。即可以配置热值仪或色谱仪测量发热量。

另外能量测定方法也可以选择在同一计量站测定体积和发热量，进行间接能量测量。天然气的体积、发热量和诸如CO2含量和气体密度等其他物理参数在计量站分别测定，这些测量设备均单独检定或校准；在测定点，典型的显示数据是体积流量和能量数值。

3 国内外天然气能量计量方案

我国广东大鹏LNG站贸易交接全部采用能量计量，下游交接点约20几个，流量计采用涡轮和超声流量计，用在线色谱仪（全部是丹尼尔产品）测量气体组分后计算发热量。流量和发热量数据发送到能量测定中心站，测定流量和能量数据，实现贸易结算。据介绍，国外在天然气能量计量中普遍采用气相色谱法间接测定发热量。但直接测量法（燃烧法）是基准方法，美国在1990年前能量计量中曾广泛使用利用当量燃烧原理的热量计进行在线测定。

4 上海燃气能量计量工作推进方案

2009年上海燃气集团按照国家GB/T22723-2008标准提供的采用测量或计算的方式进行了能量测定的尝试，结合下游大用户计量站计量设备配置现状，确定了四大电厂为能量计量试点的技术方案。技术方案主要是现行计量系统里增加在线气相色谱仪，实时监测天然气组分和发热量，通过天然气流量和发热量计算得到天然气流量和能量数据。目前，若暂不考虑能量计量装置溯源等问题，上述几个贸易计量站试点技术上已具备能量计量条件。

从长远来看，燃气供应企业应尝试运用各种技术手段将各上游气源的发热量等气质指标控制在一定范围内，从而制定出上海地区所供天然气热值标准。同时在区域内合理选点定期测定热值，并将结果赋值给气体计量站，最终实现上海地区的能量计量。

5 存在的问题

由于能量计量是一个系统工程，除了必须具备计量装置等硬件，还存在一系列的政策、价格机制等问题，而非供气企业一家能承担解决。

5.1 法规问题

GB/T22723-2008标准虽然在技术和标准层面上为我国实行能量计量提供了依据和技术支持，但这是一个推荐性标准，贸易双方能否按照能量计量标准进行贸易交接，还要期待相关配套政策的出台。目前国家尚无任何有关能量计量的文件，所以若要实施能量计量需合同双方约定认可方可采用，否则将难以推行。

5.2 价格体制

实施天然气能量计量并非单纯计量技术的进步，它与国家的能源开发政策和能源价格政策密切有关，故也涉及一些法制问题。采用能量计量最终涉及能量计费，必须首先确定基准的热值，在此基础上核价计费，完成计量贸易交接。

5.3 能量计量装置的溯源

一直以来，我国始终采用天然气体积计量进行贸易计量，围绕体积计量系统溯源的相关国家标准、量值溯源的标准装置都已建立。

GB/T22723-2008标准2011年8月开始实施，标准仅规定了测定、计算方法等，实施的相关标准、操作程序、尤其是物性测量天然气分析溯源准则的国家标准都还未建立。按照国际标准，以气相色谱法测定天然气发热量需要准确度等级优于0.5%的标准气混合物（RGM）对测定结果进行评价（标定），而我国仅有低于1.0%准确度等级的标准气混合物（RGM），有待进一步提高。作为试点，广东大鹏LNG站使用的标准气全部是从国外进口，型式批准等相关手续都尚未正式开展。

6 结语

综上所述，发热量的测定可以采用直接或间接测量方法，直接测量即热量计法，相比色谱法应用、维护要相对简单，国外作为能量计量计价基准的天然气发热量（热量计法）测定的准确度已达到很高的水平，可以用来评定气相色谱法测定值的不确定度。在线色谱仪的维护保养专业性强，就目前上海燃气集团在线色谱仪应用现状，要维持日常能量计量应用难度很大。

相对在线气相色谱仪，采用热量计直接进行发热量测定要简单，但是国内采用热量计法的目前还没有，需要进一步调研比较。除了广东大鹏LNG站，福建LNG站也采用了能量计量，需了解他们的技术方案（发热量测量设备）、实施过程、量值溯源和结算模式以及核价基准等细节内容。

为推进能量计量在上海地区的实施，需要有关部门的技术和各方的共同努力。为了提高我国能源管理水平，促进能源部门提高产品质量和经济效益，与国际接轨，应该推行以能量为计价单位。这是燃气计量的必然趋势。

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