天然气能量计量应用的探讨

王丽梅

文章编号：2095-6835（2017）04-0150-01

摘 要：国际上经济和技术发达的区域天然气交接计量以能量计量为主，体积大小的计量其次。我国目前仍采用体积计量的方式。随着天然气使用范围的扩大和人们对天然气性能和使用价值认识的加深，其贸易计量方式的合理性开始受到关注。天然气能量计量实质上是以天然气的实际供出能量为基准的一种计量方式，它比体积计量更为科学和公平，更能体现天然气的使用价值，成为当今天然气计量技术的发展方向。

关键词：天然气；能量计量；天然气热值；高位发热量

中图分类号：TE642 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.150

1 天然气能量计量现存状况及发展方向

国际上天然气计量有能量计量和体积计量两种方式。采用能量计量的主要是北美、中东国家和东南亚部分国家，采用体积计量的国家是以前华约国家为主。随着欧盟的扩大，这些国家也逐步采用能量计量方式，与国际接轨。

天然气贸易计量涉及的器具与设备有流量测量设备和天然气物性参数测定设备两大类。在天然气流量计量中，孔板流量计在天然气流量计量中采用最多的是流量计，其次为涡轮流量计；气体超声流量计作为高科技技术应用的代表，在天然气流量计量中开始普遍使用。以腰轮为代表的容积式流量计在低压民用气计量中使用较为广泛，质量式流量计在压缩天然气（CNG）中使用最为广泛，临界流流量计一般用作标准流量计。国外多数大流量计量站都配备有在线色谱仪（BTU仪），中小计量站则从附近大流量计量站获取天然气组成数据。在流量计量时，自动使用在线检测的组成或物性参数数据计算标准参比条件下的发热量、密度、相对密度和工作条件下的气体压缩因子，最终实现天然气的实时能量计量。

近十几年来，我国计量自动化工业积攒了多年积累，已经取得了不小的成绩。天然气计量行业面向仪表自动化、程序化、人工智能发展是未来天然气计量行业的发展趋势。工程浩大、涉及因素较多，如何做到天然气计量的精准无误，是天然气计量工业未来发展的方向。目前，人工智能和程序软件进步飞速，利用这些高科技能够实现天然气计量的远程控制和精准测量。通过这些方式能够大大提高工作的效率和测量精确度，同时能够大大节约人工成本。因此。仪表选型发展多元化，以往的天然气流量计量仪表选型单一、结构简单粗糙，只能完成对天然气流量的粗略评定计算，测试值误差较大，这难免会形成天然气资源浪费，对产业运转和经济发展都不利。

2 气质与能量的关系研究

天然气是从地层中开采出的以甲烷为主的可燃烃类和其他非可燃物（N2、CO2等）的混合物。油田气与气田气的组分含量不同，同一气田不同气层、同一气层不同开采时期所采出的天然气，其组分也不一样。天然气的主要成分是甲烷，除此之外天然气中还含有乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体和氮、二氧化碳、硫化氢、微量氢、氦、氩等非烃类气体，组分之间的含量相差较大。体积相同，组分含量不同的天然气所能产出的热量不相同。不同气源的商品天然气，发热量差别较大。根据中石油天然气检测中心的检测，国内管输天然气的高位发热量最小为33.90 MJ/m3，最大为47.39 MJ/m3，二者相差30%.如果客户使用一样的钱购买体积相同，而组分不同、发热量不同的天然气，那么获得天然气发热量高的用户能够比获得所含天然气发热量低的用户多使用将近30%的能量，这对客户是极不公平的。

同时，国内各油气田供应的天然气，虽然其高位发热量都达到了一类气的指标，但由于气源和气体组成的不同，其高位发热量存在着明显的差别。西气东输管道天然气（简称“西气”）的高位发热量约为36.4 MJ/m3，我局的外销商品天然气（简称“局气”）高位发热量约为37.8 MJ/m3，两者相差3.7%.如果每方气按2元计，西气折合0.055元/MJ，局气折合0.053元/MJ，西气每兆焦比局气高0.002元，这显然对我局是不公平的。综上所述，采用高位发热量计量比用体积计量更能反映天然气的内在价值，因为天然气所含的热量是天然气作为燃料商品的真实价值，不是体积数量多少。

3 结束语

天然气的能量计量涉及体积计量、组成分析和单位体积发热量计算三项技术工作，单位体积发热量指的是天然气的高位发热量。

由于天然气成分相对比较稳定，按高位发热量计价可以充分体现优质优价原则，国外普遍以高位发热量为计价依据，即每兆焦多少钱。当前国际标准确定了两种测量天然气发热量的方法：①使用热量计的直接燃烧测定法（简称“直接法”）。该方法主要用于研究和仲裁等。②使用全自动气相色谱仪检测出气体组成数据再进行发热量计算（简称“计算法”）。该方法是现场开展能量计量最常使用的方法，用來确定天然气高位发热量，是实现实时计量最有效的途经。

《天然气能量的测定》（GB/T 22723—2008）是天然气的能量计量标准，它的出台使天然气的能量计量有标准可依。为更好地促进天然气计量的发展进步，我们应加强以下工作：①我国天然气贸易交接以孔板流量计为基础，技术非常成熟。我们应该大力研究天然气热值测定技术，推广天然气的能量计量技术；②增强人们对能量计量的感官认识，加强标准推广学习和人员培训；③积极开展基础研究，结合我国国情进行天然气能量计量的技术开发创新。

参考文献

[1]张建波.天然气计量中存在的问题及对策[J].计量与测试技术，2010（7）.

〔编辑：王霞〕