液化天然氣的計量方法及其標準化液化天然氣,標準化,計量第36卷第2期石油與天然氣化工CHEMlCALENGlNEERlNGOFOlL&GAS1575液化天然氣的計量方法及其標準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量檢測中心3中石油天然氣與管送分公司處摘要介紹了國際貿易中通用的液化天然氣計量方法和相關標準，結合我國實際情況提出了液化天然氣計量方案的建議。關鍵詞儲罐容積標定液位測量密度計算/}液化天然氣以下簡稱是）種新興的一級能源，其形成產業的歷史尚不足年。與壓縮天然氣是），也是商品天然氣的一種特殊形式，生產此種形式天然氣的目的是解決資源地域分布與市場需求之間的特殊矛盾。上世紀年代以來，由于生產和儲運工藝技術開發都取得了長足進步，隨著全球經濟一體化進程的加速，產業的發展極為迅速。近多年來，消費量的年平均增長率達到6．1％6，遠高于其它一級能源（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求且缺口嚴重的矛盾，在充分進行了可行性研究的基礎上，我國政府做出大規模引進以解決沿海經濟發達地區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項目和福建項目。而后又審批了中石油、中石化和中海油其他j項目。目前廣東項目已經投產，福建項目將于年投產。我國的產業步入了高速發展的軌道。由于屬新興產業，目前在我國基本上是j空白的領域。為適應產業發展的需要，全國天然氣標準化技術委員會/于年設立了液化天然氣標準技術工作組，著手制定急需的技術標準，并開展專業的標準體系研究，目前已經發布了1項國家標準，報批了3項國家標準，發布了2項行業標準。這些標準都屬于基本建設類的標準，沒有涉及到計量方面。液化天然氣計量方法從產業鏈看，其計量可分為液化前、氣化前和氣化后的計量，液化前和氣化后的計量屬于管道天然氣計量，國內的技術和標準化都處于國際水平上，在此只討論氣化前的計量方法。從原理上講，氣化前的計量與油品類似，可分為動態和靜態計量兩種方式。由于氣化前是處于極低溫度約一下儲存和輸送，雖然個別流量計如質量式能對其流量進行動態測量，但流量計當時尚不可能進行檢定或校準，故其量的測量只能使用靜態計量方式。靜態計量與油品的靜態計量類似，都是通過測量儲罐的液位等參數后計算其體積，再使用密度計算質量，不同的是;所使用的設備和方法受到極低溫度的限制，在能量計量方式中，還要計算發熱量和能量。當前國外氣化前的計量方法概要如下：（1儲）罐容積標定。儲罐容積標定方法有物理;測量、立體照相測量和三角測量3種方法；（2液）位測量。液位測量有電容液位計、浮式液位計和微波液位計3種；（3液）相和氣相溫度測量。液相和氣相溫度測.量有電阻溫度計和熱電偶2種；（于樣）品采集。要求使用特殊設備采集液體樣品，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化天然氣的計量方法及其標準化組成分析。的組成分析方法與管輸天然氣的方法相同；（6密）度計算。使用組成分析和測量的液體溫度數據計算；（7體）積計算。使用測量的液位、溫度和壓力，利用儲罐容積標定（校正）表計算；（8質）量計算。使用計算的密度和體積計算；（9發）熱量計算。使用組成分析數據計算；（10）能量計算。使用計算的發熱量和質量計算。對大宗貿易交接計量，國際慣例是采用離岸交接計量，計量地點是在裝載的船上；對使用汽車和火車運輸的計量，是使用地磅和軌道衡直接稱量質量，測量技術和標準與油品計量相:同。2液化天然氣計量標準與計量相關的標準目前只有和兩個標準化組織在制定，共有份標準，全國天然氣標準化技術委員會已經把這些標準納入標準體系。2．1交接程序標準33了船上貿易交接程序，主要內容如下：（1規）定了測量液位、溫度、壓力的測量儀器的數量（最少）和安裝據要求；（2保）證液位、溫度和壓力測量準確度預防措施；取樣和分析方法；（4儲）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儲罐容積標定標準儲罐容積標定方法有物理測量、立體照相測量一和三角測量—2）種3方法，前者適用于船上薄膜儲罐和獨立菱形儲罐，后2個適用于船上球形儲罐。3個標準對測量公差要求如下：和一的要求為：）±：a扁移：士.；一的要求為：。2．3液位測量標準）電容液位計、浮式液位計和微波液位計是以液位測量原理為基礎制定的標準，適用于船上和岸上儲罐液位的測量；一。和一工作組文件階段是以儲罐所處位置船上和岸上為基礎制定的標準；當一發布時，后個標準將代替前面個標準。由于一正處于工作組文件階段，沒有取得相應的文件，只能就在船上儲罐液位測量方面對前個標準的技術指標進行比較，結果列于表。項目分辨率、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，液位取?計算。2.4溫度測量標準IS，液規3定、了.冷凍輕烴流體液相和氣相溫度測量的方法，有電阻溫度計和熱電偶兩種。綜合誤差要求列于表2用于和其他級液相±.±I適用于貿易計量氣相±C級液相土土（適用于一般計量）氣相注：特有的誤差取決于、和其它流體的膨脹系數的差異。2.式樣品采集標準樣品采集標準為89目前已經采標，正處于國標報批稿階段。2．6參數計算標準6規定了與冷凍輕烴流體計量相關的計算有密度、體積、質量、發熱量和能量等的計算方法；規4了密度計算方法，并已經采標，正處于國標報批稿階段。目前國外只有657規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）體計量相關的計算有體積、質量、發熱量和能量等的計算方法，并且沒有提供計算密度所需要的數據（需要購買），實際使用時還需要使用計算密度。由于該標準只提供計算《下發熱量的數據，我國的標準參比溫度為~需要時可使用/或標準計算20~的（發2熱量。3液化天然氣能量計量方案目前國際上進口采用的貿易方式是離岸價格方式。對于岸上儲罐，也需要對進行計量。前者是貿易交接計量，后者是內部管理計量，兩者設備和計量準確度上都有所區別。此外，還應考慮運輸者從船上向擁有岸上儲罐的企業輸送的計量，這種計量一般屬于不同部門之間的內部交接計量，也可能涉及到商檢計量。3．1離岸貿易交接計量）離岸貿易交接計量是在國外裝載港口進行的，計量設備不屬于我方。只能對其進行確認，建議在合同中明確進行規定。涉及到的內容如下：3．1．1船上交接計量程序按標準規定的方法制定貿易交接計量程序。3．1．2儲罐容積標定根據船上儲罐的類型，要求采用如下標準規定的方法標定儲罐容積：（1薄）膜罐和獨立菱形罐：物理測量球形罐：立體照相測量一或三角測量一。要求標定機構必需有資質（如實驗室認可），有標定報告及相關的校正表等資料，并在有效期內，具體要求見采用的標準。3．1．3儲罐液位測量每個儲罐至少安裝兩套不同工作原理的液位測量儀表，如下為種標準確認的液位測量儀表：TOC\o"1-5"\h\z電容式液位計；浮式液位計；微波式液位計3要求對液位測量儀表進行檢定或校準。檢定或校準機構必需有資質（如實驗室認可），有檢定或校準報告及與儲罐配套的容積（體積）一液位表和相關的校正表等資料，并在有效期內，具體要求見采用的標準。3．1．4儲罐液相和氣相溫度測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。要求對溫度變送器進行檢定或校準。檢定或校準機構必需有資質（如實驗室認可），有檢定或校準報告及相關的校正表等資料，并在有效期內，具體要求見83．1．5蒸氣壓力測量要求對壓力變送器進行檢定或校準。檢定或校準機構必需有資質（如實驗室認可），有檢定或校準報告及相關的校正表等資料，并在有效期內。3．1．6體積計算按…標準規定的方法先修改相應的測量值，而后計算體積。3．1．7天然氣組成分析組成分析的應注意如下幾點：樣品采集，取樣口和取樣裝置應按ISO8標9準4的3要求配置和安裝。組成分析，使用實驗室氣相色譜儀分析采集的天然氣樣品組成，所使用的標準應為/或或或之一20（3標）準氣體組成分析用的標準氣體應是有證的二級或一級標準氣體；標準氣體的組成應盡量接近實際組成并在有效期內，與樣品相比，對于摩爾分數不大于5％的組分，標準氣體中相應組分的摩爾分數應不大于10％，也不低于5％0，對于摩爾分數大于5％的組分，標準氣體中相應組分的摩爾分數應不大于20％0，也不低于5％0；標準氣體配制廠家最好是國際上認可的0（4組）成分析實驗室或承擔者應是通過實驗室認可或相關政府或權威機構授權03．1．8密度計算按…或標準規定的液化天然氣的計量方法及其標準化方法計算對應溫度下的密度。3．1．9發熱量計算按或/標準規定的方法計算標準參比條件下的質量發熱量。3．1．1液質量計算按6標準規定的方法使用計算得到的密度和體積計算的質量。3．1．1能1量計算按標準規1的方法使用計算得到的質量和標準參比條件下的質量發熱量計算標準參比條件下的能量。3．1．12船上自耗氣計量一般情況，船的動力和生活能量都取自船上的，應有相應的計量儀表計量從離岸至到岸所消耗的天然氣，計量儀表應該通過相應機構的檢定或校準，并在有效期內03．2到岸計量到岸計量是船上儲罐向岸上儲罐的交接可能也是企業內部的交接計量，也可能是商檢計量，此時船上的計量儀表與離岸貿易交接計量是相同的對于船上儲罐向岸上儲罐的交接計量，因不屬于法制計量，除組成數據使用離岸時的數據外，其余方法與3相同，同時還要考慮船上自耗氣的量。當要求進行商檢計量時，除要遵循船上儲罐向岸上儲罐的交接計量的要求外，還應考慮如下事宜：（1船）上的儲罐容積標定、液位、溫度和壓力等計量儀表的檢定或校準結果應得到商檢部門的認可，一般采用如下方法：a商檢部門認可直接使用離岸時船上所有檢定或校準資料；b檢定或校準由國內的授權機構或認可的國外機構如檢定或校準結果互認的機構完成；e委托國內授權機構參與國外機構檢定或校準活動，國內外機構共享數據，但出據自己的檢定或校準報告等資料0與商檢部門協商使用離岸時的組成數據，如果協商未果，應按31的要求配置采樣和組成分析設備（可以是移動的，幾個接收站共享），此時組成分析用標準氣體應使用國內或國家認可的有證標準氣體二級或一級，分析標準使用/—。不管是否存在商檢計量，建議按標準的要求在船上儲罐向岸上儲罐輸送的管道上安裝取樣口在岸上）3．3內部管理計量內部管理計量是指對岸上儲罐內的計量，不屬于法制計量管理范疇，基本方法同3,不同之處為：（1內）部管理可使用體積量進行管理，故不涉及到密度、發熱量和質量的計算，不需要考慮3．1．1?31的內容岸上儲罐容積標定可采用標準尺，必要時可參照規程制定標準尺測量尺及相應的溫度修正的內部檢定和校準規程，也可請國內相關機構進行標定。（3岸）上儲罐液位及溫度等計量儀表的檢定或校準可參照國內現有規程和如下相應標準進行：.液位，根據選擇的液位計類型，可使用電容式液位計、■浮式液位計或1368微9波式（液位計）；.溫度，；c壓力，。必要時可參照相應標準和規程制定內部檢定和校準規程，也可請國內相關機構進行檢定或校準。管理計量的方法可納入企業內部的體系。4結束語本文就計量方法和標準化進行了探討，歸納總結如下：由于技術條件限制，目前計量只能采用靜態計量方法。j計量標準包括了產品計量中的儲罐標定、液位計標定及液位測定、汽液相溫度測量、蒸汽壓力測量、液體取樣、密度計算、發熱量計算、能量計算和船上貿易交接程序等，能滿足產品計量領域對技術和標準需求。這個標準中的j標準為標準，這些標準能滿足計量對參數測量和計算，石油與天然氣化工