我国天然气流量测量技术标准体系的建立①



我国天然气流量测量技术标准体系的建立①

赵成海

国家石油天然气大流量计量站

摘要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。

关键词天然气测量标准体系天然气工业国际化水平

1天然气流量技术标准概况

天然气流量测量主要是由流量计完成的，通常测量天然气在实际工况下的流量，然后根据工况下的压力、温度和物性参数将其换算成标准状况下(我国的标准参比条件是101.325 kPa,20 ℃)的流量。对于孔板、涡轮、容积式、超声等流量计，需要已知天然气组成来计算压缩因子、相对密度、等熵指数等物性参数，才能计算出实际工况下或标准参比条件下的天然气流量[1-3]。主要发达国家天然气贸易交接仪表使用情况见表1。

表1 主要发达国家天然气贸易交接仪表使用情况Table1 Gastradetransactionmetersusageinmaindevelopedcountries时间地区仪表类型备注20世纪末北美独联体国家孔板(主要采用)涡轮容积式20世纪末俄罗斯欧洲国家涡轮(主要采用)孔板容积式容积式流量计多用于中小口径天然气管道21世纪初欧美国家俄罗斯多声道超声突出优点是准确度高、范围度大、无压损、自诊断能力强、耐用性好,已成为应用广泛的天然气贸易测量仪表

依据天然气贸易交接仪表的使用情况，这些国家都建立了天然气测量的配套技术标准，美国主要是美国天然气协会(AGA)、美国石油学会(API)、美国材料试验学会(ASTM)的标准或技术文献；欧洲各国主要使用国际标准化组织(ISO)的标准，并逐渐建立起欧洲自己的标准体系[4]；俄罗斯以ISO相关标准为基础融合俄罗斯自身研究成果形成的GOST标准体系。

我国天然气标准体系建立较晚，二十世纪末期，我国开始构建并逐步完善天然气流量测量标准体系[1]。当时我国商品天然气产量较低，西气东输等天然气长输管道尚未动工，用于天然气测量的仪表主要是孔板流量计，唯一的天然气技术标准是SY/T 6143《天然气流量的标准孔板计量方法》[4]。到2014年，中国天然气产量已达1 329×108m3，按照发展规划，到“十二·五”末，我国天然气供应能力将达到1 760×108m3，年进口天然气量约为935×108m3，用于交接测量的主要仪表多使用超声、涡轮流量计等。

为满足天然气工业的发展和管道建设的需求，保证天然气测量结果的准确性和可靠性，我国加快了天然气测量系列标准制修订的步伐，为使标准有较高的国际化水平，采标对象主要以国际标准和国外先进标准为主。

在我国天然气测量系列标准中，GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》是基础标准和纲领性标准[1]，而标准体系中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6种流量计。为使标准体系不断完善，我国新修订并已发布了GB/T 18603-2014《天然气计量系统技术要求》、GB/T 18604-2014《用气体超声流量计测量天然气流量》、GB/T 30500-2014《气体超声流量计使用中检验 声速检验法》、SY/T 6999-2014《用移动式气体流量标准装置在线检定流量计的一般要求》；《用标准喷嘴流量计测量天然气流量》已报批,《天然气测量系统性能评价方法》已通过立项审查,正在标准制定阶段。

我国天然气测量标准体系涵盖的标准见表2[4]。

表2 天然气测量系列标准汇总表Table2 Summaryofgasmeasurementseriesstandards序号标准编号标准名称采标程度主要参考标准1GB/T18603-2014天然气计量系统技术要求EN1776:1998(2007)《供气系统天然气计量站功能要求》2GB/T18604-2014用气体超声流量计测量天然气流量AGANO.9:2007《用多声道超声流量计测量天然气流量》3GB/T21391-2008用气体涡轮流量计测量天然气流量NEQEN12261:2002《气体涡轮流量计》4GB/T21446-2008用标准孔板流量计测量天然气流量MODISO5167:2003《用安装在充满流体的圆形截面管道中的差压装置测量流量》

续表2序号标准编号标准名称采标程度主要参考标准5SY/T6658-2006用旋进旋涡流量计测量天然气流量NEQISO/TR12764:1997《密闭管道气体测量采用安装在充满流体的圆形截面管道中的涡街流量计测量流量》6SY/T6659-2006用科里奥利质量流量计测量天然气流量NEQAGAREPORTNo.11/APIMPMSCHAP-TER14.9:2013《用科里奥利质量流量计测量天然气流量》7SY/T6660-2006用旋转容积式流量计测量天然气流量NEQEN12480:2002《旋转容积式气体流量计》8GB/T30500-2014气体超声流量计使用中检验声速检验法9SY/T6999-2014用移动式气体流量标准装置在线检定流量计的一般要求10GB/T用标准喷嘴流量计测量天然气流量(已报批)IDTISO5167:2003《用安装在充满流体的圆形截面管道中的差压装置测量流量》11GB/T天然气测量系统性能评价方法(已立项)

表2所列标准中，除GB/T 30500-2014《气体超声流量计使用中检验 声速检验法》、SY/T 6999-2014《用移动式气体流量标准装置在线检定流量计的一般要求》属天然气仪表检定方法标准外，其他标准属于天然气流量测量方法标准。

2天然气测量标准体系建立的意义

天然气测量基础标准GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》统筹规定了天然气贸易计量站测量系统的设计、建设、投产运行等一系列工作[5]，对我国以西气东输天然气长输管道为代表的长距离、大口径、高压、大流量天然气计量站、分输站的设计、建设提供了配套的标准化服务。

气体超声流量计、气体涡轮流量计、标准孔板流量计、旋进旋涡流量计、旋转容积式流量计、科里奥利质量流量计、标准喷嘴流量计测量天然气流量的方法标准对于规范实施相应天然气流量计的测量条件、测量性能、技术要求、计量标准的结构和安装条件、不确定度评估、保证计量标准装置测量结果及流量计检定结果准确可靠和现场HSE要求等具有指导作用。

在天然气能量测量标准方面，我国于2008年组织制定了适合我国气体计量站使用的GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》。该标准的制定修改采用了国际标准ISO 15112:2007，提供了直接法及间接法测定发热量的方式，其发布实施补充完善了我国天然气测量标准体系，为与国际惯例接轨提供支持[6]。

3天然气测量标准体系总体评价

GB/T 18603-2001《天然气计量系统技术要求》自实施以来，在规范天然贸易计量站测量系统的设计、建设、投产运行等方面，发挥着重要作用。随着流量测量仪表性能的提高，我国天然气进口量的急剧上升，原有标准对天然气门站要求的技术指标已无法满足天然气工业迅速发展的需要。为解决上述问题，我国于2010年对该标准进行了修订。修订后的标准规定了天然气测量系统的分级原则和技术要求，给出了不同等级计量站测量仪表、分析仪表等的选配原则和准确度要求[5]。GB/T 18603-2014参考了欧洲标准EN 1776:1998(2007)《供气系统 天然气计量站 功能要求》及国际法制计量组织OIML R 140:2007(E) 国际建议《气体燃料计量系统》等国外最新标准成果，实现了与国际先进标准接轨。

气体超声流量计越来越多地在国内外天然气贸易交接测量中得到应用，目前我国管输高压大口径天然气贸易测量DN80及以上口径流量计推荐选用超声流量计。我国于2001年发布实施的GB/T 18604-2001《用气体超声流量计测量天然气流量》，为超声流量计在测量天然气流量领域的应用提供了标准化支持。该标准于2014年修订并重新发布实施，对天然气集输装置、输气管线、储存设施、配气系统和用户测量系统中的天然气流量测量提出了更具指导作用的要求，提升了超声流量计的应用水平。

国家计量检定规程JJG 1030-2007《超声流量计》规定了超声流量计的检定周期一般不超过2年，对符合检定规程要求的超声流量计，检定周期可延长至6年，需每年在使用现场进行使用中检验。但检定规程未阐明声速检验法的基本原理，也未对声速检验结果的处理方法等内容做出规定，不能指导和规范超声流量计的使用中检验。GB/T 30500-2014《气体超声流量计使用中检验 声速检验法》的发布和实施明确了声速检验法的具体技术要求，尤其是对通用声速计算软件计算方法、过程参数和计算结果应满足AGA NO.10: 2003《天然气和其他烃类气体中的声速计算》提出的具体要求，对声速检验法的操作程序和结果的处理方法做出规定[7]。该标准的制定，对确保检定周期内气体超声流量计的测量准确度，提高计量管理水平，避免和减少贸易纠纷，维护交接双方的合法权益等方面都将发挥作用。

围绕GB/T 18603《天然气计量系统技术要求》这一天然气测量基础标准建立并逐步完善的标准体系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[6]，为我国跨境天然气贸易交接和国内推广天然气能量测量做好了标准化的准备，也为我国天然气测量方式与国际接轨做好了铺垫。

4结 语

天然气流量测量系列标准可操作性强、技术先进，具有系统性、配套性，对促进我国石油天然气工业的发展，保证天然气流量测量的准确、可靠起到了及时地促进和推动作用。尤其是对我国以西气东输天然气长输管道为代表的长距离、大口径、高压、大流量天然气计量站、分输站的设计、建设提供了配套的标准化服务和技术保障。该系列标准的技术水平达到国际先进水平，创新性突出，标准实施后在天然气测量领域取得了重大的经济和社会效益。

为不断完善我国天然气流量测量标准体系，今后还需在以下3个方面继续开展工作：

(1) 推广国家标准《用标准喷嘴流量计测量天然气流量》(已报批)，满足天然气矿场测量、分配测量，以及石油石化能源测量方面天然气流量测量方法的需要。

(2) 补充国家标准《天然气测量系统性能评价方法》，规范和统一天然气测量系统评价方法，对天然气测量系统在线检定、离线检定方法给出指导性建议。

(3) 逐渐推出以GB/T 18604-2014《用气体超声流量计测量天然气流量》为代表的天然气流量测量方法双语版系列标准，满足我国对中亚、中缅、中俄等跨境天然气贸易交接测量的需要。

天然气流量测量方法标准体系的逐渐完善和加强，满足了天然气工业迅速发展的需要，也提升了我国在天然气国际标准化领域的话语权。

参 考 文 献

[1] 高军. 中国油品计量和检验技术标准体系[J]. 油气田地面工程， 2012, 31(12): 11-12.

[2] RICHARD S, JOSH K. 国际标准文件 孔板流量计-案例研究(英文[J]. 石油与天然气化工, 2011, 40(6): 543-552.

[3] 朱江.影响天然气孔板流量装置计量准确性的因素[J]. 石油与天然气化工, 2009, 38(4): 352-353.

[4] 黄和. 我国天然气计量标准体系的建立和完善[J]. 工业计量， 2012(增刊1): 7-9.

[5] 中国石油天然气集团公司. 天然气计量系统技术要求： GB/T 18603-2014 [S]. 北京： 中国标准出版社, 2015-05-01.

[6] 黄维和, 罗勤, 黄黎明, 等. 天然气能量计量体系在中国的建设和发展[J]. 石油与天然气化工， 2011， 40(2): 103-108.

[7] 全国石油天然气标准化技术委员会. 气体超声流量计使用中检验 声速检验法： GB/T 30500-2014 [S]. 北京： 中国标准出版社, 2014-06-01.

Establishment of natural gas flow measurement

technical standard system in China

Zhao Chenghai

(NationalStationofPetroleumandNaturalGasFlowMeasurement,Daqing163712,China)

Abstract:With the rapid development of Chinese economy, energy consumption increasing growth，gas trade measurement has been regarded highly, and the higher requirement for its accuracy and reliability have also been proposed. Considering the development of gas industry and the need of pipelines construction, China has began to building the natural gas flow measurement standard system at the end of 20th century. At present, eleven standards of methods of natural gas measurement and meter calibration have been made or revised. Based on the GB/T 18603 “Technical requirements of measuring systems for natural gas”, this standard system covers gas ultrasonic flow meter, turbine flow meter and Goriolis mass flow meter, etc. The standard system can satisfy both gas long-distance transmission pipeline measurement and city gas measurement, it contains volume settlement, quality settlement and energy settlement. The standard system not only meets the needs of the rapid development of the gas industry, but also improves the internationalization level of China's natural gas measurement standards.

Key words:natural gas, measurement, standard system, gas industry, internationalization level

收稿日期：2015-10-21；编辑：钟国利

中图分类号：TE832.2

文献标志码：A

DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2016.01.019

作者简介：①赵成海(1982-)，男,工程师，现就职于国家石油天然气大流量计量站从事计量管理及标准化工作管理。E-mail：zhaochenghai@petrochina.com.cn