隨著天然氣在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中所占比例不斷上升，天然氣貿(mào)易交接計(jì)量不斷增加，對(duì)天然氣貿(mào)易計(jì)量的準(zhǔn)確性要求越來(lái)越高。天然氣能量計(jì)量計(jì)價(jià)已經(jīng)成為目前國(guó)際上流行的天然氣貿(mào)易和消費(fèi)的計(jì)量與結(jié)算方式。當(dāng)前天然氣在線分析技術(shù)日漸成熟，發(fā)達(dá)國(guó)家在大型貿(mào)易計(jì)量站，特別是按能量方式計(jì)量的大、中型計(jì)量站，天然氣色譜已經(jīng)成為的計(jì)量設(shè)備。

能量計(jì)量是天然氣貿(mào)易計(jì)量的發(fā)展趨勢(shì)

1、能量計(jì)量在國(guó)際上的發(fā)展現(xiàn)狀

1980年，為應(yīng)對(duì)石油危機(jī)、提高天然氣利用水平，美國(guó)天然氣加工者協(xié)會(huì)提出天然氣交接計(jì)量和解算的發(fā)熱量準(zhǔn)則，要求以發(fā)熱量為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)價(jià)。1998年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣技術(shù)委員會(huì)ISO/TC193制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《天然氣能量的測(cè)定》，規(guī)范能量計(jì)量方法，開于2007年正式發(fā)布實(shí)施，天然氣能量計(jì)價(jià)實(shí)施后迅速得到市場(chǎng)和社會(huì)的普遍認(rèn)可和接收。自此，能量計(jì)量開始有據(jù)可依。

2、能量計(jì)量的優(yōu)勢(shì)

目前，我國(guó)天然氣計(jì)量交接主要采用體積計(jì)量方式。分析表明，自國(guó)外引進(jìn)的LNG，其熱值要高于我國(guó)天然氣熱值，現(xiàn)實(shí)的天然氣計(jì)量交接方式已不能充分反映天然氣的實(shí)際價(jià)值。國(guó)際上天然氣計(jì)量方式以能量計(jì)量為主，體積計(jì)量為輔，能量計(jì)量以體積量和體積發(fā)熱量乘積的方式獲取。在保留體積計(jì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)行能量計(jì)量，使我國(guó)天然氣貿(mào)易交接計(jì)量方式與國(guó)際接軌是非常必要的。天然氣計(jì)量作為天然氣貿(mào)易與計(jì)算的重要依據(jù)，體現(xiàn)了交易雙方的公平公正，受到廣泛的關(guān)注。

與體積計(jì)量相比，能量計(jì)量具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）能量計(jì)量有利于生產(chǎn)企業(yè)的公平競(jìng)爭(zhēng)，確保用戶使用中的公平公正；

（2）不同能源之間對(duì)比時(shí)，能量計(jì)量比體積計(jì)量更為直觀；

（3）天然氣進(jìn)行國(guó)際貿(mào)易交接時(shí)，避免單位的二次計(jì)算，降低了成本，促進(jìn)貿(mào)易交接的進(jìn)行；

3、能量計(jì)量應(yīng)用技術(shù)已成熟

目前，國(guó)內(nèi)部分天然氣門站通過(guò)引進(jìn)進(jìn)的天然氣色譜分析技術(shù)，在能量計(jì)量方面作出了有效嘗試，以滿足物性參數(shù)測(cè)定的要求。我國(guó)已制定GB/T 22723-2008《天然氣能量的測(cè)定》，于2009年正式實(shí)施。我國(guó)正在加快向能量計(jì)量轉(zhuǎn)軌的步伐。

天然氣色譜在實(shí)現(xiàn)能量計(jì)量中的應(yīng)用探討
 

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定了兩種天然氣發(fā)熱量的測(cè)定方法，一種是直接法，即使用熱量計(jì)直接燃燒測(cè)定天然氣的發(fā)熱量；另一種是間接法，即利用氣相色譜分析得到的天然氣組成數(shù)據(jù)計(jì)算其發(fā)熱量。目前在現(xiàn)場(chǎng)使用的發(fā)熱量測(cè)定技術(shù)由天然氣色譜測(cè)定組分后，由狀態(tài)方程計(jì)算，而直接測(cè)定方法只是作為對(duì)計(jì)算方法的一種驗(yàn)證。行業(yè)人士表示，我國(guó)天然氣實(shí)施能量計(jì)量的方法推薦采用通用的間接法。通過(guò)天然氣色譜來(lái)分析天然氣組分，控制器提供組分?jǐn)?shù)據(jù)給流量計(jì)算機(jī)。在流量計(jì)算機(jī)中，來(lái)自天然氣色譜分析的數(shù)據(jù)將用來(lái)計(jì)算工作密度、標(biāo)準(zhǔn)密度和熱值。

1、天然氣色譜工作原理

天然氣色譜以氣體為流動(dòng)相，采用沖洗法的柱色譜技術(shù)，將多組分混合物分離、分析，其關(guān)鍵部件是色譜柱。色譜柱的工作原理是針對(duì)待分析的工藝組分在吸附性、可溶性、揮發(fā)性等方面的物性差民，各組分溫控條件下依次從試樣中分離出來(lái)?；玖鞒虨椋?/p>

2、天然氣色譜在能量計(jì)量中的角色與作用

在計(jì)量場(chǎng)站天然氣色譜與體積計(jì)量配套使用，測(cè)量氣體的組分值，根據(jù)GB/T 22723-2008標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定熱值，能量計(jì)量的計(jì)算公式：En　=　Vn　×　Hsnw，式中：En——一段時(shí)間內(nèi)的天然氣能量，流量計(jì)算機(jī)計(jì)算得出，MJ；Vn——一段時(shí)間內(nèi)的累積標(biāo)況體積量，m3  ;Hsnw——天然氣高位發(fā)熱量，即高位熱值，MJ/m3。

3、ABB天然氣色譜儀已用于北京燃?xì)舛鄠€(gè)門站

我國(guó)部分城市燃?xì)忾T站已配備了天然氣在線分析系統(tǒng)，能夠?qū)μ烊粴饨M分、熱值等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。至今，ABB天然氣色譜儀已應(yīng)用于北京燃?xì)舛鄠€(gè)門站，滿足了天然氣組分分析需求，同時(shí)可詳細(xì)記錄相對(duì)密度、聲速、沃泊指數(shù)、烴露點(diǎn)、H2S測(cè)量值等天然氣能量計(jì)量所需的全部測(cè)量信息，不僅測(cè)量精度高、分析速度快、載氣和標(biāo)氣消耗量小，而且使用維護(hù)方便，維護(hù)成本低。還可實(shí)時(shí)分析采集到的各類數(shù)據(jù)參數(shù)，并在輸送過(guò)程中確定出精確的量，為能量計(jì)量的實(shí)施做好前期鋪墊。目前，我國(guó)已有部分計(jì)量站開創(chuàng)能量計(jì)量先例。

天然氣色譜具有選擇性高、分離效率高、靈敏度高、分析速度快、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，可更好的滿足天然氣能量計(jì)量中組分分析的迫切需要。隨著我國(guó)推行天然氣能量計(jì)量的基礎(chǔ)條件已基本具備，天然氣色譜的推廣將可較大程度的提高我國(guó)天然氣行業(yè)的在線監(jiān)測(cè)和能量計(jì)量水平，有助于降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。