液化天然氣的計(jì)量方法及其標(biāo)準(zhǔn)化

液化天然氣的計(jì)量方法及其標(biāo)準(zhǔn)化液化天然氣,標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)量第36卷第2期石油與天然氣化工CHEMlCALENGlNEERlNGOFOlL&GAS1575液化天然氣的計(jì)量方法及其標(biāo)準(zhǔn)化張福元王勁松孫青峰。羅勤許文曉（1．中石油西南油氣田公司天然氣研究院2．西氣東輸管道公司南京計(jì)量檢測(cè)中心3中石油天然氣與管送分公司處摘要介紹了國(guó)際貿(mào)易中通用的液化天然氣計(jì)量方法和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況提出了液化天然氣計(jì)量方案的建議。關(guān)鍵詞儲(chǔ)罐容積標(biāo)定液位測(cè)量密度計(jì)算/}液化天然氣以下簡(jiǎn)稱是）種新興的一級(jí)能源，其形成產(chǎn)業(yè)的歷史尚不足年。與壓縮天然氣是），也是商品天然氣的一種特殊形式，生產(chǎn)此種形式天然氣的目的是解決資源地域分布與市場(chǎng)需求之間的特殊矛盾。上世紀(jì)年代以來，由于生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)工藝技術(shù)開發(fā)都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加速，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為迅速。近多年來，消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率達(dá)到6．1％6，遠(yuǎn)高于其它一級(jí)能源（天然氣：2．20％，核能：2．47％，水力能：1．52％，石油：1．06％，煤炭：0．85％）。為緩解天然氣供不應(yīng)求且缺口嚴(yán)重的矛盾，在充分進(jìn)行了可行性研究的基礎(chǔ)上，我國(guó)政府做出大規(guī)模引進(jìn)以解決沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能源短缺問題的重大決策，并于年審批了中海油的廣東試點(diǎn)項(xiàng)目和福建項(xiàng)目。而后又審批了中石油、中石化和中海油其他j項(xiàng)目。目前廣東項(xiàng)目已經(jīng)投產(chǎn)，福建項(xiàng)目將于年投產(chǎn)。我國(guó)的產(chǎn)業(yè)步入了高速發(fā)展的軌道。由于屬新興產(chǎn)業(yè)，目前在我國(guó)基本上是j空白的領(lǐng)域。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)/于年設(shè)立了液化天然氣標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)工作組，著手制定急需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并開展專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系研究，目前已經(jīng)發(fā)布了1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)批了3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布了2項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)都屬于基本建設(shè)類的標(biāo)準(zhǔn)，沒有涉及到計(jì)量方面。液化天然氣計(jì)量方法從產(chǎn)業(yè)鏈看，其計(jì)量可分為液化前、氣化前和氣化后的計(jì)量，液化前和氣化后的計(jì)量屬于管道天然氣計(jì)量，國(guó)內(nèi)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化都處于國(guó)際水平上，在此只討論氣化前的計(jì)量方法。從原理上講，氣化前的計(jì)量與油品類似，可分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)計(jì)量?jī)煞N方式。由于氣化前是處于極低溫度約一下儲(chǔ)存和輸送，雖然個(gè)別流量計(jì)如質(zhì)量式能對(duì)其流量進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，但流量計(jì)當(dāng)時(shí)尚不可能進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，故其量的測(cè)量只能使用靜態(tài)計(jì)量方式。靜態(tài)計(jì)量與油品的靜態(tài)計(jì)量類似，都是通過測(cè)量?jī)?chǔ)罐的液位等參數(shù)后計(jì)算其體積，再使用密度計(jì)算質(zhì)量，不同的是;所使用的設(shè)備和方法受到極低溫度的限制，在能量計(jì)量方式中，還要計(jì)算發(fā)熱量和能量。當(dāng)前國(guó)外氣化前的計(jì)量方法概要如下：（1儲(chǔ)）罐容積標(biāo)定。儲(chǔ)罐容積標(biāo)定方法有物理;測(cè)量、立體照相測(cè)量和三角測(cè)量3種方法；（2液）位測(cè)量。液位測(cè)量有電容液位計(jì)、浮式液位計(jì)和微波液位計(jì)3種；（3液）相和氣相溫度測(cè)量。液相和氣相溫度測(cè).量有電阻溫度計(jì)和熱電偶2種；（于樣）品采集。要求使用特殊設(shè)備采集液體樣品，并使之均勻氣化，壓縮到氣體樣品容器中供組成分析用；15液8化天然氣的計(jì)量方法及其標(biāo)準(zhǔn)化組成分析。的組成分析方法與管輸天然氣的方法相同；（6密）度計(jì)算。使用組成分析和測(cè)量的液體溫度數(shù)據(jù)計(jì)算；（7體）積計(jì)算。使用測(cè)量的液位、溫度和壓力，利用儲(chǔ)罐容積標(biāo)定（校正）表計(jì)算；（8質(zhì)）量計(jì)算。使用計(jì)算的密度和體積計(jì)算；（9發(fā)）熱量計(jì)算。使用組成分析數(shù)據(jù)計(jì)算；（10）能量計(jì)算。使用計(jì)算的發(fā)熱量和質(zhì)量計(jì)算。對(duì)大宗貿(mào)易交接計(jì)量，國(guó)際慣例是采用離岸交接計(jì)量，計(jì)量地點(diǎn)是在裝載的船上；對(duì)使用汽車和火車運(yùn)輸?shù)挠?jì)量，是使用地磅和軌道衡直接稱量質(zhì)量，測(cè)量技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)與油品計(jì)量相:同。2液化天然氣計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)量相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)目前只有和兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織在制定，共有份標(biāo)準(zhǔn)，全國(guó)天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)已經(jīng)把這些標(biāo)準(zhǔn)納入標(biāo)準(zhǔn)體系。2．1交接程序標(biāo)準(zhǔn)33了船上貿(mào)易交接程序，主要內(nèi)容如下：（1規(guī)）定了測(cè)量液位、溫度、壓力的測(cè)量?jī)x器的數(shù)量（最少）和安裝據(jù)要求；（2保）證液位、溫度和壓力測(cè)量準(zhǔn)確度預(yù)防措施；取樣和分析方法；（4儲(chǔ)）罐（棱柱形和球形）橫傾和縱傾校正表,制作程序；（5安）全的防范要求。2．2儲(chǔ)罐容積標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)罐容積標(biāo)定方法有物理測(cè)量、立體照相測(cè)量一和三角測(cè)量—2）種3方法，前者適用于船上薄膜儲(chǔ)罐和獨(dú)立菱形儲(chǔ)罐，后2個(gè)適用于船上球形儲(chǔ)罐。3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量公差要求如下：和一的要求為：）±：a扁移：士.；一的要求為：。2．3液位測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)）電容液位計(jì)、浮式液位計(jì)和微波液位計(jì)是以液位測(cè)量原理為基礎(chǔ)制定的標(biāo)準(zhǔn)，適用于船上和岸上儲(chǔ)罐液位的測(cè)量；一。和一工作組文件階段是以儲(chǔ)罐所處位置船上和岸上為基礎(chǔ)制定的標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)一發(fā)布時(shí)，后個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將代替前面?zhèn)€標(biāo)準(zhǔn)。由于一正處于工作組文件階段，沒有取得相應(yīng)的文件，只能就在船上儲(chǔ)罐液位測(cè)量方面對(duì)前個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果列于表。項(xiàng)目分辨率、mm、mm、mm、mm合成綜合誤差±土.最大允許誤差土.一±土.—.注：誤差與液位有關(guān)，液位取?計(jì)算。2.4溫度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)IS，液規(guī)3定、了.冷凍輕烴流體液相和氣相溫度測(cè)量的方法，有電阻溫度計(jì)和熱電偶兩種。綜合誤差要求列于表2用于和其他級(jí)液相±.±I適用于貿(mào)易計(jì)量氣相±C級(jí)液相土土（適用于一般計(jì)量）氣相注：特有的誤差取決于、和其它流體的膨脹系數(shù)的差異。2.式樣品采集標(biāo)準(zhǔn)樣品采集標(biāo)準(zhǔn)為89目前已經(jīng)采標(biāo)，正處于國(guó)標(biāo)報(bào)批稿階段。2．6參數(shù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)6規(guī)定了與冷凍輕烴流體計(jì)量相關(guān)的計(jì)算有密度、體積、質(zhì)量、發(fā)熱量和能量等的計(jì)算方法；規(guī)4了密度計(jì)算方法，并已經(jīng)采標(biāo)，正處于國(guó)標(biāo)報(bào)批稿階段。目前國(guó)外只有657規(guī)8定了與冷凍輕烴流第36卷第2期石油與天然氣化工CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GASl59-d）體計(jì)量相關(guān)的計(jì)算有體積、質(zhì)量、發(fā)熱量和能量等的計(jì)算方法，并且沒有提供計(jì)算密度所需要的數(shù)據(jù)（需要購買），實(shí)際使用時(shí)還需要使用計(jì)算密度。由于該標(biāo)準(zhǔn)只提供計(jì)算《下發(fā)熱量的數(shù)據(jù)，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)參比溫度為~需要時(shí)可使用/或標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算20~的（發(fā)2熱量。3液化天然氣能量計(jì)量方案目前國(guó)際上進(jìn)口采用的貿(mào)易方式是離岸價(jià)格方式。對(duì)于岸上儲(chǔ)罐，也需要對(duì)進(jìn)行計(jì)量。前者是貿(mào)易交接計(jì)量，后者是內(nèi)部管理計(jì)量，兩者設(shè)備和計(jì)量準(zhǔn)確度上都有所區(qū)別。此外，還應(yīng)考慮運(yùn)輸者從船上向擁有岸上儲(chǔ)罐的企業(yè)輸送的計(jì)量，這種計(jì)量一般屬于不同部門之間的內(nèi)部交接計(jì)量，也可能涉及到商檢計(jì)量。3．1離岸貿(mào)易交接計(jì)量）離岸貿(mào)易交接計(jì)量是在國(guó)外裝載港口進(jìn)行的，計(jì)量設(shè)備不屬于我方。只能對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)，建議在合同中明確進(jìn)行規(guī)定。涉及到的內(nèi)容如下：3．1．1船上交接計(jì)量程序按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法制定貿(mào)易交接計(jì)量程序。3．1．2儲(chǔ)罐容積標(biāo)定根據(jù)船上儲(chǔ)罐的類型，要求采用如下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法標(biāo)定儲(chǔ)罐容積：（1?。┠す藓酮?dú)立菱形罐：物理測(cè)量球形罐：立體照相測(cè)量一或三角測(cè)量一。要求標(biāo)定機(jī)構(gòu)必需有資質(zhì)（如實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可），有標(biāo)定報(bào)告及相關(guān)的校正表等資料，并在有效期內(nèi)，具體要求見采用的標(biāo)準(zhǔn)。3．1．3儲(chǔ)罐液位測(cè)量每個(gè)儲(chǔ)罐至少安裝兩套不同工作原理的液位測(cè)量?jī)x表，如下為種標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)的液位測(cè)量?jī)x表：TOC\o"1-5"\h\z電容式液位計(jì)；浮式液位計(jì)；微波式液位計(jì)3要求對(duì)液位測(cè)量?jī)x表進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)必需有資質(zhì)（如實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可），有檢定或校準(zhǔn)報(bào)告及與儲(chǔ)罐配套的容積（體積）一液位表和相關(guān)的校正表等資料，并在有效期內(nèi)，具體要求見采用的標(biāo)準(zhǔn)。3．1．4儲(chǔ)罐液相和氣相溫度測(cè)量可采用熱電阻或熱電偶，建議采用智能式鉑電阻溫度變送器。要求對(duì)溫度變送器進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)必需有資質(zhì)（如實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可），有檢定或校準(zhǔn)報(bào)告及相關(guān)的校正表等資料，并在有效期內(nèi)，具體要求見83．1．5蒸氣壓力測(cè)量要求對(duì)壓力變送器進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)必需有資質(zhì)（如實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可），有檢定或校準(zhǔn)報(bào)告及相關(guān)的校正表等資料，并在有效期內(nèi)。3．1．6體積計(jì)算按…標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法先修改相應(yīng)的測(cè)量值，而后計(jì)算體積。3．1．7天然氣組成分析組成分析的應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：樣品采集，取樣口和取樣裝置應(yīng)按ISO8標(biāo)9準(zhǔn)4的3要求配置和安裝。組成分析，使用實(shí)驗(yàn)室氣相色譜儀分析采集的天然氣樣品組成，所使用的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為/或或或之一20（3標(biāo)）準(zhǔn)氣體組成分析用的標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)是有證的二級(jí)或一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)氣體；標(biāo)準(zhǔn)氣體的組成應(yīng)盡量接近實(shí)際組成并在有效期內(nèi)，與樣品相比，對(duì)于摩爾分?jǐn)?shù)不大于5％的組分，標(biāo)準(zhǔn)氣體中相應(yīng)組分的摩爾分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于10％，也不低于5％0，對(duì)于摩爾分?jǐn)?shù)大于5％的組分，標(biāo)準(zhǔn)氣體中相應(yīng)組分的摩爾分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于20％0，也不低于5％0；標(biāo)準(zhǔn)氣體配制廠家最好是國(guó)際上認(rèn)可的0（4組）成分析實(shí)驗(yàn)室或承擔(dān)者應(yīng)是通過實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可或相關(guān)政府或權(quán)威機(jī)構(gòu)授權(quán)03．1．8密度計(jì)算按…或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液化天然氣的計(jì)量方法及其標(biāo)準(zhǔn)化方法計(jì)算對(duì)應(yīng)溫度下的密度。3．1．9發(fā)熱量計(jì)算按或/標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的質(zhì)量發(fā)熱量。3．1．1液質(zhì)量計(jì)算按6標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法使用計(jì)算得到的密度和體積計(jì)算的質(zhì)量。3．1．1能1量計(jì)算按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)1的方法使用計(jì)算得到的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的質(zhì)量發(fā)熱量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的能量。3．1．12船上自耗氣計(jì)量一般情況，船的動(dòng)力和生活能量都取自船上的，應(yīng)有相應(yīng)的計(jì)量?jī)x表計(jì)量從離岸至到岸所消耗的天然氣，計(jì)量?jī)x表應(yīng)該通過相應(yīng)機(jī)構(gòu)的檢定或校準(zhǔn)，并在有效期內(nèi)03．2到岸計(jì)量到岸計(jì)量是船上儲(chǔ)罐向岸上儲(chǔ)罐的交接可能也是企業(yè)內(nèi)部的交接計(jì)量，也可能是商檢計(jì)量，此時(shí)船上的計(jì)量?jī)x表與離岸貿(mào)易交接計(jì)量是相同的對(duì)于船上儲(chǔ)罐向岸上儲(chǔ)罐的交接計(jì)量，因不屬于法制計(jì)量，除組成數(shù)據(jù)使用離岸時(shí)的數(shù)據(jù)外，其余方法與3相同，同時(shí)還要考慮船上自耗氣的量。當(dāng)要求進(jìn)行商檢計(jì)量時(shí)，除要遵循船上儲(chǔ)罐向岸上儲(chǔ)罐的交接計(jì)量的要求外，還應(yīng)考慮如下事宜：（1船）上的儲(chǔ)罐容積標(biāo)定、液位、溫度和壓力等計(jì)量?jī)x表的檢定或校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)得到商檢部門的認(rèn)可，一般采用如下方法：a商檢部門認(rèn)可直接使用離岸時(shí)船上所有檢定或校準(zhǔn)資料；b檢定或校準(zhǔn)由國(guó)內(nèi)的授權(quán)機(jī)構(gòu)或認(rèn)可的國(guó)外機(jī)構(gòu)如檢定或校準(zhǔn)結(jié)果互認(rèn)的機(jī)構(gòu)完成；e委托國(guó)內(nèi)授權(quán)機(jī)構(gòu)參與國(guó)外機(jī)構(gòu)檢定或校準(zhǔn)活動(dòng)，國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)共享數(shù)據(jù)，但出據(jù)自己的檢定或校準(zhǔn)報(bào)告等資料0與商檢部門協(xié)商使用離岸時(shí)的組成數(shù)據(jù)，如果協(xié)商未果，應(yīng)按31的要求配置采樣和組成分析設(shè)備（可以是移動(dòng)的，幾個(gè)接收站共享），此時(shí)組成分析用標(biāo)準(zhǔn)氣體應(yīng)使用國(guó)內(nèi)或國(guó)家認(rèn)可的有證標(biāo)準(zhǔn)氣體二級(jí)或一級(jí)，分析標(biāo)準(zhǔn)使用/—。不管是否存在商檢計(jì)量，建議按標(biāo)準(zhǔn)的要求在船上儲(chǔ)罐向岸上儲(chǔ)罐輸送的管道上安裝取樣口在岸上）3．3內(nèi)部管理計(jì)量?jī)?nèi)部管理計(jì)量是指對(duì)岸上儲(chǔ)罐內(nèi)的計(jì)量，不屬于法制計(jì)量管理范疇，基本方法同3,不同之處為：（1內(nèi)）部管理可使用體積量進(jìn)行管理，故不涉及到密度、發(fā)熱量和質(zhì)量的計(jì)算，不需要考慮3．1．1?31的內(nèi)容岸上儲(chǔ)罐容積標(biāo)定可采用標(biāo)準(zhǔn)尺，必要時(shí)可參照規(guī)程制定標(biāo)準(zhǔn)尺測(cè)量尺及相應(yīng)的溫度修正的內(nèi)部檢定和校準(zhǔn)規(guī)程，也可請(qǐng)國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)定。（3岸）上儲(chǔ)罐液位及溫度等計(jì)量?jī)x表的檢定或校準(zhǔn)可參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有規(guī)程和如下相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：.液位，根據(jù)選擇的液位計(jì)類型，可使用電容式液位計(jì)、■浮式液位計(jì)或1368微9波式（液位計(jì)）；.溫度，；c壓力，。必要時(shí)可參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程制定內(nèi)部檢定和校準(zhǔn)規(guī)程，也可請(qǐng)國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。管理計(jì)量的方法可納入企業(yè)內(nèi)部的體系。4結(jié)束語本文就計(jì)量方法和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了探討，歸納總結(jié)如下：由于技術(shù)條件限制，目前計(jì)量只能采用靜態(tài)計(jì)量方法。j計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)包括了產(chǎn)品計(jì)量中的儲(chǔ)罐標(biāo)定、液位計(jì)標(biāo)定及液位測(cè)定、汽液相溫度測(cè)量、蒸汽壓力測(cè)量、液體取樣、密度計(jì)算、發(fā)熱量計(jì)算、能量計(jì)算和船上貿(mào)易交接程序等，能滿足產(chǎn)品計(jì)量領(lǐng)域?qū)夹g(shù)和標(biāo)準(zhǔn)需求。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的j標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)能滿足計(jì)量對(duì)參數(shù)測(cè)量和計(jì)算，石油與天然氣化工