液化天然气的计量方法及其标准化
张永红
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张永红,. 液化天然气的计量方法及其标准化[J]. 天然气进展,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157074.
摘要:
天然气是我国重要能源之一,关乎社会发展和民众生活。文章围绕液化天然气的计量方法及其标准化进行探讨。首先介绍液化天然气常用计量方法,针对液化天然气创建标准,包括程序交接、储罐容积标定、液位测量等,结合我国液化天然气发展情况提出适当建议并制定计量方案,完善内部计量管理,以期促进我国天然气行业发展。
关键词: 液化天然气;计量方法;标准化
DOI:10.12721/ccn.2023.157074
基金资助:

液化天然气作为新兴产业在我国发展时间较短,为满足产业发展提出的需求,国家以现状为基础制定技术标准,同时深入探究液化天然气专业体系,这些都是产业建设过程中必须要考虑的内容,但是目前计量内容却并没有得到充分体现,这对产业未来发展而言极为不利,因此当前急需针对液化天然气确定计量方法并完善相关标准。

1液化天然气常用计量方法

对我国液化天然气发展现状进行探索发现,计量主要分为三个阶段,即液化之前、气化之前和气化之后,因适用于液化前及气化后的技术和标准与国际水平一致,故而文章只针对用于气化之前的计量方法进行说明。

站在理论角度来看,气化之前所用方法和油性物品之间存在许多相似之处,主要分为静态和动态两种完全不同的计量方式。液化天然气需在低温环境下生产运输,尽管运用某些流量计能够掌握流量变化情况,但是无法对天然气进行检测,故而只能采取静态计量方式。液化天然气静态计量方式与用于油性物品静态计量方式大致相同,随后通过密度计确定天然气质量,但考虑到计量环境对设备及方法的影响,实际操作中还要对发热量和能量进行计量。对于气化前的液化天然气主要通过下述方法进行计量:

一是储罐容积标定,这种方法又分作物理测量、立体照相以及三角测量等多种方法;二是液位测量,包括浮式液位计、微波液位计等多种;三是液相和气相温度测量,该方法细分为电阻温度计及热电偶;四是样品采集,实际运用过程中需通过专业设备采集液化天然气,并保证气化之后的天然气具有均匀特性,对气体进行压缩处理之后导入容器内对其进行分析。除上述内容之外,还有多种方法可对气化液化天然气进行计量,本文不再一一详述。

2开展天然气能量计量的必要性

对天然气计量而言,计量方式已由体积计量过渡为能量计量,这已经成为不可避免的发展趋势,当前我国企业多数采取体积计量方式。在诸多方法当中气相色谱法应用较为频繁,主要用于确定天然气发热量值。这种方法最大的优势在于流程简单操作便捷可快速得到计量结果,主要用于对输送管道中的天然气进行测量,其应用效果受到企业一致好评。天然气测量资源大多分布在生产单位以及工业型企业当中。输送管道结构复杂分布广泛,其中存在许多小规模实验室,主要检测设备是气相色谱仪,气相色谱仪由按质量法配制的标准气体来校准。

体积计量与能量计量相比最大的区别就是体积计量比能量计量少了一道热值计算,这恰恰是天然气体积计量最大的缺点,它不能直观地反应天然气的品质及价值。体积计量只管天然气在标准状态下的“体积”有多大,而不管这“体积”里的具体有价值的烃类物质有多少。能量计量贸易双方交接的是真正有发热价值的“烃类”物质,而将天然气不发热的“杂质”间接排除在外,对买卖双方更公平。天然气能量计量能真实地反映其作为燃料和能源的价值,天然气的价值应是其所含的发热量,即热能。天然气含可燃烧的烃类物质越高,所含的单位天然气热值就越高,价值也越高;反之,所含的热值就越低,价值也越低。能量计量直接反映了天然气的价值。体积计量不可能充分体现天然气按质论价、优质优价的市场商品交易原则,不利于科学合理地利用有限的天然气资源。

3液化天然气计量标准

ISO和ASTM是针对液化天然气计量制定关联标准的组织,由两者推出的计量标准如今已经全部纳入液化天然气标准体系当中。

3.1交接程序标准

基于温度、液位、压力等选择合适的测量工具,并按照既定要求进行安装;为保证测量准确度落实预防措施,尽量避免测量误差或将其控制在允许范围内;针对液化天然气进行取样并分析;校准储罐横倾角度与纵倾角度;做好安全防范工作。

3.2储罐容积标定标准

物理测量主要用于船上薄膜储罐及独立菱形储罐额,而立体照相测量与三角测量主要用于船上的球形储罐。

3.3液位测量标准

电容液位计、浮式液位计、微波液位计是结合液位测量推出的测量标准,大多数情况下该标准用于对船上和陆地的储罐进行液位测量;工作组文件阶段是以储罐所在位置作为基础生成的标准。

3.4温度测量标准

ISO 8310标准针对冷冻烃流体提出液相和气相温度两种不同的测量方法,即电阻温度计以及热电偶。

3.5参数计算标准

ISO 6578标准对冷冻轻烃流体提出多种计量方法,以密度、质量、发热量等作为基础进行计算。ASTM D4784对液化天然气提出以密度为基础的计算方法,但并没有提供方法所需数据。正因如此实际应用阶段仍旧要通过ISO 6578确定液化天然气自身密度。该标准只提供温度未达15摄氏度发热量相关数据,而国内参考温度为20摄氏度,故而条件允许情况下可通过ISO 6578计算20摄氏度下的发热量。

4天然气能量计量技术标准的应用

分析国家针对天然气体积流量测定、分析以及相关设备检验推出的规程发现,规程完善具有实用性但仍旧要积累实践经验不断完善。然而国家对于天然气热值检测国家并没有健全相关标准以及流程,需深入研究分析克服技术方面的难点,以便能够完善热值直接检测方法。正因如此要对这一技术研发给予足够重视,向其中投入大量资源,制定相关标准并以设备为主体制定性能评价标准。

同时对于天然气热值可以组成数据作为基础通过计算获得,尽管国家已经推出分析方法和标准,检定流程较为完善并利用气相色谱仪对天然气成分进行检定。但按照国际要求以及行业管理必须保证数据精度,为此需对用于分析天然气成分的系统加以完善优化性能,以涉及的设备作为核心细化管理准则,同时完善性能评价标准。

为加快国家经济发展提升自身实力,实现远距离传输增加能源销量创造更多价值,需从科学、合理等不同层面入手运用能量计量,满足国际化标准提出的需求,这已经成为我国天然气行业发展的主要方向。但是对于天然气能量计量,我国现行法律政策并不完善缺乏针对性,研究成果受到限制难以实现大规模推广,实践经验较少应用效果不佳。我国天然气流量测定在不断发展的过程中,流量的溯源体系和质量保证体系正处于不断成熟阶段,应用效果明显受到业内高度认可。因国内天然气能量计量方面存在细微瑕疵,故而没有实施无法利用热值数据进行经济核算,现有配置缺乏合理性管理力度有待加强,数据缺乏准确性,溯源、质量保证等体系有待改进,这些因素对天然气能量计量应用而言极为不利。正因如此,若想全面推广能量计量仍旧要大量实践经验以及成果作为基础,结合实际情况对溯源体系进行优化,完善用于热量测量的方法进而提高测量水平强化测量能力,规范评价标准搭建资源共享平台,这对国家建设以及天然气能源应用而言具有十分重要的作用。

5结束语

综上所述,本文对液化天然气常用计量方法以及计量标准作出详细说明:受技术手段影响,当前针对液化天然气只能采取静态方式进行计量;现有计量标准较为完整涵盖多个方面,包括液体取样、密度计算等,可满足液化天然气计量对技术和标准提出的要求;现有计量标准中大部分为ISO组织提出,其中涉及的方法、技术等具有较强的配套特性;对罐车或槽车运输的液化天然气进行计量时,可利用地磅及轨道确定液化天然气质量,并以此为基础计算液化天然气能量。

参考文献

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