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天然气能量计量应用探讨
关键字:天然气流量计,流量计    日期:2018-8-2 8:42:51

    要:近年来,我国已经在能量计量技术开发方面取得了长足的进步,我国天然气计量方式与国际惯例接轨是大势所趋,实行天然气按能量计量和计价在我国已迫在眉睫。我国实施天然气按能量计价,技术上已没有任何障碍,标准体系已基本具备,天然气生产、运输、销售企业也基本具备器具设备条件,天然气用户企业无需进行技术和设施改造。已持续开展多项前期研究与模拟试验,企业与用户普遍赞同实施能量计价。因此,更多的是需要质检部门进一步完善相关的实施技术标准和规程,建立更高水平的天然气量值溯源体系,建立天然气质量监督体系,政府出台合理的天然气能量价格政策,支持和引导天然气实施能量计量。

1 天然气能量计量现存状况

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。

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,网上澳门巴黎人赌博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 天然气能量计量发展方向

随着社会经济的快速发展,人们对天然气的利用也越来越多,虽然国内在天然气计量方面已有一定成熟的计量标准和检测方针。但是往往会忽略天然气质量的监察和监督,同等体积的天然气不一定就是公平合理的交易。国外很早就开始以天然气能量来进行计量,在天然气交易计量过程中,以能量计量的方式显得合理而又公平。我国天然气流量计算技术发展方向主要在以下几个方面:

天然气流量计量方式向自动化、智能化、远程化转移,供需用户的庞大,使得我国天然气流量计量工作十分艰巨。电子计算技术的高速发展,已经在天然气流量计量方面得到了成功的应用,利用计算机自动化、远程化的计量天然气流量可以大大节省人员操作时间以及人员投入经费,高新技术的引进推动着天然气工业的发展。

天然气能量计量是基于天然气体积计量,在体积计量装置上配置发热量测定仪器。能量计算器的完善,需要开展相关配套技术的研究,制定天然气能量计量标准和规格,在引进国外在线气相色谱仪之后,要积极掌握和消化国外先进技术,按照我国的实际情况制定适合我国天然气贸易的计量体系和标准,在实际的应用过程中,完善天然气计量体系不足之处,制定较为全面的检测方法和标准,推动我国天然气计量技术的发展。

3 天然气能量计量应用

3.1 体积计量

体积计量对多气源、多类型、多路径联网供气的天然气销售具有适应性问题。未来有多种气源( 如煤层气、瓦斯气、煤制气、页岩气等) 进入国内骨干管网,各种气源的热值差异较大,混合后容易引起供需双方因气质指标等关键参数波动过大的天然气交接纠纷和争议。体积计量带来的天然气价值扭曲也是不可忽视的问题。现行制定气价的基础是气量而不是热值,由此已经带来了天然气价值的扭曲和商业上的纠纷。目前的计量方式已经把不同质量的天然气强行统一了价格。这对天然气供应商( 也是进口方) 和中间经销商及最终用户都是不公平的。

加气机是典型的采用体积计量结算的代表。随着车载气瓶的高速发展,天然气作为清洁并且便宜的能源受到广大车主的喜爱,CNG 车辆在国内的使用量越来越广泛,LNG 的使用也已经开始普及,国内加气机产业发展迅速。

加气机即为储气容器充装压缩天然气,并带有计量和计价等装置的专用设备,它包括了质量流量计、电子计控器、快速切断阀、加气枪等。目前全国已有 7000 多座加气站,近 3 万台加气机。广大车主对加气机的结算方式应该不陌生,各地价格虽有不同,但都是每立方米多少钱,看起来还算比较公平。但在各地的质监局接到的投诉中,对加气机的投诉日见上升趋势,反应的问题大致都相同,均是计量不准,但计量部门经过实际检测也没发现计量作弊的问题,许多投诉均不了了之。为什么出现这样的问题呢,笔者认为这里有相当大的原因就是体积结算带来的实际纠纷,加气站有母站和子站之分,母站运用管道供气,子站采用撬车运气,母站气源稳定,子站气源不稳定,再加上除硫除湿效果不同,气体的质量就差别大了,如果采用相同的体积结算方式,必然会出现贸易的纠纷。

JJG996 - 2012《压缩天然气加气机》检定规程对旧的结算方式进行了更改,把体积结算改为质量结算,这样可以避免因天然气密度测量以及气源不稳定带来较大的不确定度影响,笔者认为采用质量结算取消了密度输入功能,对气源稳定的地区是比较合适的,但对复杂气源的地区还是有些弊端。本来密度不统一的气源被强行设定统一密度,必然会对消费者和经营者的利益产生不利影响,并且没有改变体积结算的实质,仍然没有对气体质量进行有效的定位。

3.2 天然气能量

天然气能量主要是指天然气发热量。发热量分高位发热量和低位发热量。

高位发热量: 燃烧反应发生时,压力保持恒定,所有燃烧产物的温度降至与规定的反应物温度相同的温度,除燃烧中生成的水在规定温度下冷凝为液态外,其余所有燃烧产物均为气态。

低位发热量: 燃烧反应发生时,压力保持恒定,所有燃烧产物的温度降至与规定的反应物温度相同的温度,只是所有燃烧产物均为气态。

主要区别: 反应产物中的水蒸气是呈液态还是气态,两者发热量相差 10%。低位发热量等于高位发热量扣除水蒸汽的凝结热。

国外天然气气质标准通常采用高位发热量。对发热量的测算主要有两种方式,即直接法与间接法,直接法是采用热量计直接计算天然气燃烧产生的发热量,间接法是采用气相色谱仪测量天然气的组分,然后计算发热量。

4 天然气的能量计量标准化进行的优化措施

4.1 完善天然气能量计量的标准化体系

我国实施天然气能量计量在技术上已经没有障碍,目前已初步建立了天然气产品、分析测试和计量技术标准体系,形成了与国际先进技术一致的较为完善的计量标准体系;天然气计量站配置的体积计量设备和发热量测定设备已经基本能满足能量计量要求,我国天然气长输管线使用的体积流量计量设备主要有标准网上澳门巴黎人赌博、超声流量计和涡轮流量计,较大的计量站均配置了在线气相色谱仪可用于发热量计量的气体组成分析;我国能量计量已达到国际先进水平,发热量量值能基本满足能量计量要求,但是我们还需要进一步完善,研制符合相关标准要求的混合气体标准物质。现在我国还应不断完善实施能量计量相应的政策、法规以及定价机制,未来还要进一步完善相关的实施标准和天然气量值溯源体系,建立天然气质量监督体系,制定出合理的天然气能量实施细则、法规和价格政策,为天然仪表的选用和维护。

4.2 仪表的选用和维护

仪表选型应尽量符合现实生产,选用的仪表要求性能可靠,准确度高,使用寿命长,密封性能好。仪表应对被测气体具有良好的适应性,量程比必须适合被测流量的测量应用范围,管道配件、测量仪表要尽量达到参比条件一致,并正确使用,仔细检验,选择合适的流量计算方法,正确估算放空损失,及时对测量误差进行修正。仪表人员严格执行计量检定站制定的清洗维护制度,定期清洗维护智能流量计、吹扫孔板、导压管和变送器,破损严重的孔板必须更换,对仪表计量状况做到心中有数。

4.3 优化天然气能量计量仪器

随着我国科技水平的大幅提高,各种先进设备被大规模应用到现如今人们的生活中。通过利用现在的科学技术可以优化和改革天然气能量计量仪器,大大减少能量计量仪器本身问题带来的误差,质量好的仪器能够在最短时间内对自身问题进行检测和优化,减少因误差导致的能量计量问题的出现,所以我们必须优化天然气能量计量仪器,定期对能量计量仪器进行检查并维护,发现问题及时处理。只有使天然气能量计量仪器正常进行,才能保证天然气能量计量的准确性。

5 结语

总之,对于我国目前天然气能量计量发展现状过程中的问题进行分析可知,我国的能量计量系统必须结合目前天然气发展的国情来确定,对于其中产生的问题需要进行重点的研究、深刻彻底的分析,提出针对各个问题的措施和对策。由世界各国的发展状况可以看出,我国在天然气能量计量技术方面仍有这艰巨的任务,目前仍然需要科技人员进行积极摸索新方案,新创意,促进技术发展,为国家和人民谋得更多的利益。

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