计量核查技术在差压式天然气流量计量中的应用

天然气流量测量是一种连续的测量、一种不可重复的测量、一种因测量结果不正确会引起后续的昂贵代价的测量,需要严密的测量过程控制。核查是实施测量过程控制、确保计量结果准确可靠的重要方法之一,不仅适用于实验室,也适用于工业计量。通过对国内外核查方法应用情况的分析,提出了开发天然气流量计量核查系统的项目,付诸实施后,取得了明显效果。

SY/T 6658-2006《用旋进旋涡流量计测量天然气流量》修订建议

旋进旋涡流量计在天然气销售终端计量领域应用较多,随着计量技术和流量计现场使用经验的积累,以及国家实施天然气能量计量的迫切性,有必要对SY/T 6658-2006《用旋进旋涡流量计测量天然气流量》进行修订。对比分析了旋进旋涡流量计国内外有关标准主要技术条款存在的差异,试验测得渐缩管和弯管后不同直管段长度安装时旋进旋涡流量计最大测量性能偏差可达-0.7%。建议对SY/T 6658-2006进行修订时,在准确度等级和重复性要求,以及实流校准要求方面与国家有关技术标准条款进行统一,完善安装工艺要求和扰流测试评价要求,增加能量计量的显示、输出功能和流量计修正系数方法等。

天然气流量环道检测装置影响因素分析

天然气流量环道检测装置能降低检定站对上游气源及排气通道压力、流量的依赖,拓宽天然气流量计量检定站检定能力,进一步完善天然气流量量值溯源体系。装置对工艺、控制等关键技术要求高,装置的测量不确定度受多方面因素影响。介绍了国内外气体流量计量环道装置技术指标,分析了国家石油天然气大流量计量站成都分站天然气流量环道检测装置,以及环道检测装置不确定度影响因素,提出了降低环道检测装置整体不确定度的措施和建议。

中国天然气能量计量体系建设探讨

“十三五”期间,中国天然气工业高速发展,已形成国产常规气、非常规气(页岩气、致密砂岩气、煤层气等)、煤制天然气、进口液化天然气、进口管道气等多元化的供销格局,气源高位发热量范围介于34~43 MJ/m^(3),不同气源发热量差值最大超过20%。2019年5月24日国家发展和改革委员会等四部委联合发布《油气管网设施公平开放监管办法》,要求于该办法施行之日起24个月内建立天然气能量计量计价体系。为了加快我国天然气能量计量体系的建设步伐,综述了量值溯源、能量计量标准等方面的中国天然气能量计量体系建设成就,分析了在天然气流量计量技术,发热量测定技术,量值溯源,能量计量关键设备国产化、智能化及应用技术,基于大数据分析的天然气管网能量平衡技术,多气源下的质量跟踪与监控技术,能量计量标准体系,以及新能源检测与计量技术等方面的需求,并提出了中国天然气计量发展对策。研究结果表明:①中国天然气能量计量体系基本满足实施天然气能量计量的要求,但与国际领先水平相比在高水平流量计(0.5级)的检定与应用、高准确度气体标准物质、发热量基准装置的水平、计量标准体系等方面还存在着差距,需要进一步提升;②中国要加快能量计量关键设备国产化、智能化技术的研究和应用;③天然气管网应建立计量核查方法和基于大数据分析的能量平衡系统、多气源下的质量跟踪与监控系统,以实现优于0.10%的国际领先水平的天然气管网能量输损指标;④为规模化应用氢能源和生物能源,实现氢气、生物甲烷与天然气的混输,应开展掺氢/生物甲烷天然气检测与计量新技术及其标准化方面的研究工作。

对“用气体超声流量计测量天然气流量”国家标准的修改建议

气体超声流量计具有测量准确度高、适应性强和自诊断能力强等优点而被广泛用于天然气生产、输送及销售计量中,中国与俄罗斯天然气贸易交接计量就使用了超声流量计。为了提高天然气贸易交接计量的准确度、维护贸易双方合法的经济利益,分析比较了气体超声流量计国际标准ISO 17089-1—2010、俄罗斯标准ГОСТ8.611—2013和中国国家标准GB/T 18604—2014等3个标准的适用范围、测量气质条件、超声流量计技术指标、安装要求和现场测量性能保障措施等方面的异同点,并进行了2台超声流量计串联安装计量试验,开展了试验数据的重复性、安装位置对计量性能的影响和流量差值控制限分析,在此基础上提出了对GB/T 18604—2014的修订建议。研究结果表明:(1)中国标准同国际标准的主要技术内容是基本一致的,但前者在超声流量计使用过程质量控制方面还有待加强;(2)建议GB/T 18604—2014增加ISO 17089-1—2010中超声流量计两次校准误差限、测量误差处理方法以及串联安装超声流量计比对方法等方面的内容。

天然气流量量值传递的统一性探讨

本文通过在不同流量量值传递系统上对用于天然气流量计量的流量计进行检定,分析目前天然气流量量值传递存在的问题,提出确保天然气流量量值传递统一的建议。

中国天然气能量计量标准体系优化

目前,我国已经建立与天然气能量计量相关的标准共计80项,分属不同的标准化委员会管理,随着天然气工业的快速发展和国家实施能源政策的需要,相关标准在先进性、有效性、适用性方面尚需得以提升,需要统一规划编制天然气能量计量标准,才能满足和适应我国天然气由高速发展向高质量、高效率发展的需要。为此,分析了国内外天然气计量相关标准的现状,结合天然气计量发展的需求,研究提出了天然气能量计量标准体系表及标准制修订规划,以便于标准的统筹管理,保持标准的先进性、有效性、适用性。研究结果表明:①天然气能量计量标准体系表优化为通用基础标准和个性标准2个层级,个性标准覆盖流量测量方法、发热量测量方法、标准物质要求等6个方面;②天然气能量测定、天然气计量系统技术要求和在线色谱法等5项标准急需进行修订;③天然气能量流量计算机、声光光谱法气体分析仪等仪表缺乏标准或校准规范;④现有检定规程或校准规范对天然气计量器具的检定或校准存在着不足,需要制定或修订。

国内外天然气计量技术比较与分析

国内天然气消费量的快速增长导致人们对计量准确度要求越来越高。本文通过对国内外天然气现场计量技术、量值传递技术水平、计量标准体系等比较与分析,找出了与国外发达国家的差距,并提出了提升我国天然气计量技术水平的建议。

天然气能量计量系统分级与不确定度评定

在中国天然气管网即将推行能量计量方式的形势下,天然气能量计量系统的合理建设和运行过程中合理评价天然气能量计量系统,进而保障计量结果的准确可靠性已成为天然气贸易交接各相关方关注的焦点。为了科学合理建设和评价天然气能量计量系统,对比分析了国内外相关天然气计量技术标准和规范,结合国家石油天然气大流量计量站成都分站(以下简称成都分站)流量计检定数据和国内外实施实例,以天然气贸易计量交接中A级计量系统为例,进行了天然气能量计量系统最大允许误差和测量不确定度分析并提出了相关建议。研究结果表明:(1)按照流量大小、最大允许误差进行中国天然气能量计量系统设计和建设的分级和配置具有可操作性;(2)天然气能量计量系统设计建设时按照GB/T 18603进行配置,虽然系统最大允许误差能够达到A级要求,但在运行中需要控制不确定度带来的计量风险,加强标准的执行宣贯和现场计量管理;(3)国内相关标准和规范在计量系统分类、流量和发热量测量不确定度评定方面需要协调一致。结论认为,通过对标分析和不确定度研究,提出了中国天然气能量计量系统需要在天然气流量量值溯源、标准制修订和计量管理等方面持续改进的建议。上述认识为中国下步实施天然气能量计量时计量系统设计建设和实际运行的性能评价提供了有益参考。

中国天然气计量技术及展望

天然气计量是国家、社会和经济发展的基础性工作,准确可靠的计量是促进我国天然气工业快速发展的重要保证。为此,分析了天然气计量的重要性及其特点,从计量技术标准体系、计量器具的应用技术、天然气贸易交接计量方式、量值溯源体系和计量管理方面对国内外天然气计量技术进行了对比分析,并对中国天然气流量计量技术的发展进行了总结和展望。研究结果表明:①天然气计量是量大、动态、可压缩介质的气体计量,计量结果由工况流量、组成、温度、压力等数据导出,每个基础数据都要被准确测量,才能保证计量结果的准确性;②我国已经建立了天然气计量技术体系,主要包括计量法律、法规,计量技术标准与规范,计量量值溯源技术,计量器具的应用技术,计量管理制度等;③随着我国天然气工业的高质量快速发展,我国天然气计量技术体系将持续完善并进一步与国际接轨,计量器具可靠性保证可能从强制检定转变为通过检定或校准均可的方式进行溯源,计量器具国产化进程会加快,天然气贸易计量方式将发生从体积计量转变为能量计量的重大改变。结论认为,我国建立的天然气计量技术体系基本满足了国家天然气大发展的需求,但仍需进一步提升和完善。

天然气计量系统精度的改善与提高

在天然气现场存在许多影响贸易结算精度的因素。这些影响并非依照计量标准的需求能予以控制 ,如 :气质条件或安装情况的影响。于是一些新型流量计 (如超声流量计 )便应运而生并已在标定站进行了检测。通过中国石油工业天然气流量计量站天然气实流测试与现场应用 ,证明超声流量计计量准确度可优于± 0 .5 % ,具有准确度高、重复性好、量程比宽、抗干扰能力较强、维修量小 。

天然气流量检测中数据采集与处理系统软件的研制

介绍了天然气流量计量检测过程中，将原国产与进口的几台计算机分别采集、处理数据，合并为一台计算机来集、处理数据，进而实现高效自动地完成数据统计、回归分析、误差处理、检定计算，使工作达到快速、准确的应用结果。

不同压力和介质下流量计计量性能的差异探究

国内天然气用流量计的实流检定主要有两种方式：一种是使用空气为介质在常压下检定；另一种是使用天然气为介质在正压下检定。为考察不同介质、不同压力下检定结果的差异．本文选取了0．5级的1台DN50涡轮流量计和2台DN50罗茨流量计．分别在2套以常压空气为介质和1套以中压天然气为介质的临界流文丘里标准装置上进行测试，

基于激光多普勒测速仪的天然气流量测量的研究

天然气流量计量需要解决复杂工况下流量测量及大口径仪表量值溯源等计量基础问题。基于激光多普勒测速仪对天然气流量进行测量,将传统的流量体积量测量转化为管道截面的速度场测量,通过速度面积法实现了天然气流量的准确测量。研究表明:该方法可实现1. 45MPa、500m3/h的最大流量测量,系统扩展不确定度为1. 42%(k=2);实验结果与超声流量计标准表测得的标准流量相对偏差在-0. 81%～0. 09%范围;所获得的测量结果验证了光学法测量天然气流量的可行性,建立的实验系统可用于更宽广流量范围的高压天然气流量测量的研究。

一种新型mt法天然气流量标准装置不确定度评估

自上世纪90年代起，全世界广泛应用静态称重法流量标准，又称质量一时间（mt）法流量标准，作为高水平的气流量原级标准装置。成都分站在上世纪90年代末建立的mt法流量标准基础上，研发了一套基于双罐等臂电磁天平技术的mt法天然气流量标准装置，其设计指标为质量流量测量不确定度为（0．05～0．076）％（k=2）。介绍了装置的基本原理、电磁天平称量系统和液压驱动快速换向系统目前达到的技术指标，以及不确定度评估方法和一些改进理念。

GB／T18604《用气体超声流量计测量天然气流量》修订前期研究及主要技术条款的修订

GB／T18604（用气体超声流量计测量天然气流量》的修订结合了近年来国内外研究的最新成果和国内超声流量计使用情况的广泛调研，重点针对声学噪声防治措施、流量计安装技术要求和经检定或校准合格后的流量计现场计量性能的保证等方面进行了技术条款的修订，具有更强的现场技术指导作用。

成都站临界流喷嘴标准装置的不确定度分析

对国家石油天然气大流量计量站成都分站临界流喷嘴标准装置的不确定度进行分析，并针对降低装置不确定度提出建议。分析表明在压力为0．4～4．0MPa，流量为5～2555m3／h，包含因子k=2，置信概率P=95％时，目前装置瞬时体积流量相对扩展不确定度为0．21％～0．33％。