强制性国家标准《天然气》的修订分析及企业应对措施探讨

丁思家，周盛，杨建明，刘鸿，徐冲

中国石油西南油气田分公司 输气管理处（四川 成都 610213）

0 引言

天然气强制性国家标准GB 17820—2018《天然气》于2018 年11 月19 日发布，2019 年6 月1 日正式实施，代替2012 年发布的GB 17820—2012《天然气》。

GB 17820—2018《天然气》作为强制性标准，在我国天然气开发、输送、销售及检验过程中发挥了重要作用。随着我国天然气工业技术的提高，进入天然气管道气源的多样化，用户对天然气质量的更多要求以及国家政策的战略调整，都需要对天然气的技术指标做出进一步的提升。作为天然气管道运营专业化企业和天然气生产、净化及提供方，必须对天然气的技术标准变化引起足够多的重视，现结合GB/T 37124—2018《进入天然气长输管道的气体质量要求》，分析GB 17820—2018《天然气》的技术内容变化，并探讨了企业的应对措施。

1 2018版《天然气》新修订标准的主要变化

与2012版的标准相比，2018版新修订标准的主要变化有以下几个方面[1-2]：

1）GB 17820—2018《天然气》明确了标准全部技术内容为强制性条款，并且删掉了天然气的第三类指标。

2）修改了一类气和二类气的发热量、总硫、硫化氢和二氧化碳的质量指标，进入长输管道的天然气高位发热量由31.4 MJ/m3修改为34.0 MJ/m3，总硫由200 mg/m3修改为20 mg/m3，硫化氢由20 mg/m3修改为6 mg/m3。

3）删除了水露点的技术指标，在“5 输送和使用”中，增加了“在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中不应存在液态水和液态烃”的表述。2012 版和2018 版标准中天然气质量要求对比详见表1。

4）在2018版标准的第4章节“试验方法和检验规则”中对总硫和硫化氢含量有以下表述：“对于一类气，如果总硫含量或硫化氢含量测定瞬时值不符合表1（标准中的表1）的规定，应对总硫含量和硫化氢含量进行连续监测，总硫含量和硫化氢含量测定瞬时值应分别不大于30 mg/m3和10 mg/m3，并且总硫含量和硫化氢含量任意连续24 h 测定平均值应分别不大于20 mg/m3和6 mg/m3。”

5）在标准实施方面，进入长输管道的天然气，对高位发热量、总硫、硫化氢和二氧化碳引入过渡期的要求，原天然气贸易交接执行2012 版一、二类气质量要求的，过渡期至2020年12月31日。

6）在资料性附录A中给出了欧美部分国家和地区对天然气中硫含量的质量要求，并提出我国中长期的目标是将总硫含量控制为8 mg/m3。

表1 2012版和2018版《天然气》标准中天然气质量要求对比

2 2018版标准天然气技术指标新修订内容分析

2.1 天然气分类及标准归口单位的变化

最新的2018 版标准中整体删除2012 版天然气的第三类指标，并且在标准开篇明确给出了该标准的全部技术内容为强制性条款，新标准的归口单位为国家能源局，而2012版的标准之上规定了第3章和第5.3 条为强制性的，且标准的归口单位为全国天然气标准化技术委员会，这些变化很显然透露出该标准对天然气的质量技术要求更加严格的趋势，并且标准的权威性和约束性得到进一步的提升。

2.2 总硫和硫化氢含量

除了删除2012版天然气的第三类指标，硫化氢的要求没有发生变化，总硫含量的要求变得更加严格，2018新版《天然气》标准中对总硫指标提升幅度显著，与欧洲标准一致，达到国际先进水平。2018新标准这一变化也响应了国家绿色发展的要求，凸显了天然气作为清洁能源的优势，满足了人民群众对改善生态环境的诉求。

2018 版新标准规定了进入长输管道的天然气总硫由200 mg/m3修改为20 mg/m3，硫化氢由20 mg/m3修改为6 mg/m3，即强制规定进入长输管道的天然气应达到一类气的要求。这一变化给天然气净化工作提出了挑战，必将大力推动有机硫深度脱除、总硫在线监测等天然气处理新技术的应用，促进天然气处理装置和工艺的改造，提升自主创新能力，推动天然气工业技术进步。同时，对于天然气输送企业来讲，也必须加大对总硫和硫化氢含量的检测，并且规定了“对于一类气，如果总硫含量或硫化氢含量测定瞬时值不符合表1（标准中的表1）的规定，应对总硫含量和硫化氢含量进行连续监测，”这变相提出，对于那些易超标的进气点应安装在线分析仪进行实时监控[3]。此外，标准中指出，我国中长期的目标是将总硫含量控制在8 mg/m3以内，也对在线分析仪实时监控提出了要求。

2.3 水露点

标准中规定水露点的目的是防止管道中液态水的产生。只要有游离水的存在，就会降低输气管道的输送效率，并加速硫化氢、二氧化碳对输气管道和其他设备产生腐蚀[4]，而2018 新版的《天然气》标准在表1 中删除了水露点技术指标，只在其第5章“输送和使用”中，增加了“在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中不应存在液态水和液态烃”的表述。这一变化并没有真正降低对水露点的要求，在2019 年7 月1 日实施的国家标准GB/T 37124—2018《进入天然气长输管道的气体质量要求》中，依然保留了对水露点的要求，即“水露点应比输送条件下最低环境温度低5 ℃；进入天然气长输管道的气体，水露点的压力应是进气处的管道设计最高输送压力[5]”，其中，最低输送环境温度应取管道顶部埋地处的最低温度。在2012 版天然气标准中对水露点的要求是交接点压力下的水露点温度，因此，相比而言，GB/T 37124—2018 标准对进入长输管道气源水露点的要求更为严格。

2.4 烃露点

烃露点关系到管输天然气中是否含液态烃的一个重要指标，液态烃在管道内冷凝并积聚后会产生两相流而影响计量的准确性，并加大管道阻力，同时可能会造成生产操作方面的安全隐患[6]。在标准中对烃露点给出了原则性的技术要求，即“在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中应不存在液态烃”。天然气中的微量重烃对发热量有较大贡献，一方面要保证不存在液态烃，另一方面又要保证较高的发热量，二者需平衡，这是以能量计量为计量交接对象时必须考虑的一个重要问题。

2.5 二氧化碳含量

2018 版标准对二氧化碳指标单位由旧标准的体积分数修订为摩尔分数，与采用GB/T 13610—2014《天然气的组成分析气相色谱法》分析天然气组成，并以摩尔分数表示二氧化碳含量一致。规定一类气的二氧化碳指标由2.0%修改为3.0%，二类气的二氧化碳指标由3.0%修改为4.0%。但由于规定对应天然气的高位发热量，便间接规定了对二氧化碳含量的限制；同时，在即将实施的能量计量的趋势下，二氧化碳也是一个需要重点监控的技术指标。

3 气质现状及应对措施

针对修订标准GB 17820—2018《天然气》的正式实施，天然气各技术指标进一步趋于严格，各天然气生产及运营企业应积极掌握管道中的气质现状，尤其是涉及长输管网管理的企业应采取积极应对措施，重点关注天然气中硫化氢、水露点、总硫含量等影响气质和输送安全的天然气技术指标，及时制定行之有效的应对措施。以下以某企业为例来说明这些指标变化带来的影响。

1）从2018 年4 个季度取样离线检测结果统计可知，绝大部分气源均满足2012 版一类气要求，所有气源的高位发热量均不小于34 MJ/m3，硫化氢含量超过6 mg/m3的占比4.1%，总硫含量超过20 mg/m3的占比21.3%。在该统计样本中，所有气源的硫化氢和总硫含量均满足2012版二类气的技术要求，但是对于部分气源不满足进入长输管道气体质量要求的情况，在2020年12月31日的过渡期内，依然符合要求。但是在为期一年半的过渡期结束后，进气点的气质情况对长输管网的气质监测依然会带来很大的挑战，除了加强人工离线检测外，还需采取在线监测和对重点进气点加密取样分析等多种方式，掌握天然气气质变化。由于目前还没有成熟的在线总硫分析仪，还需积极寻找和探索在线总硫分析仪的应用，同时，相关职能部门也需要加强与上游进气单位的沟通，严格把控进入长输管网的气体质量要求。

2）从2018 年4 次季度取样人工检测水露点测试结果统计可知，工况条件下测试的水露点测试结果（包括复检结果）可以满足GB 17820—2012要求，在将这些水露点测试时的工况压力换算至管线设计压力时，水露点测试结果不满足GB/T 37124—2018 要求的占比4.8%。比如某气源的水露点检测结果为+7.0 ℃（工况气源压力为1.7 MPa，可以计算该气源的绝对水分含量为555.9 mg/m3），当月地下80 cm 处最低环境温度为18 ℃，此时是符合标准要求的，但是结合该气源管线的设计压力为6.3 MPa，在现有气源水分含量情况下，经过计算，在该管线设计压力下该气源的水露点将会变为+27.2 ℃，明显超过最低环境温度18 ℃。因此，针对GB/T 37124—2018标准中对进入长输管道气源水露点的要求下，将会有更多的气源水露点不满足要求。为了应对这一新的情况，依然需要采取在线监测和对重要进气点重点监测等方式，及时掌握天然气水露点变化。

3）适时开展对烃露点的检测。重烃含量较高的天然气有可能造成重组分烃凝析，形成气液混合输送，不仅会影响计量的准确性，还会对站场工艺设备产生危害，对有凝析油的清管作业带来安全隐患。

4 结束语

天然气的强制性国家标准GB 17820 由2012 版更新为2018 版，并且与GB/T 37124—2018《进入天然气长输管道的气体质量要求》一起对天然气的质量技术指标做出了要求，尤其是对总硫指标要求做出了大幅提升，并首次提出了气质过渡期要求。建议天然气生产、净化、输送及销售等各相关企业，及时掌握天然气的气质状况，积极部署天然气监控手段，重点对在线实时分析手段进行调研、安装，以应对标准的变化对天然气品质提出的新要求。同时，也建议相关权威部门出台关于强制性标准GB 17820—2018规定的质量技术要求及检测方法要求的解释细则，以帮助利益相关方对标准文本的准确理解，避免因理解不同导致的检测风险和法律风险。