天然氣能量計(jì)量理論與實(shí)踐

前言

迄今為止，國際上商品天然氣作為結(jié)算依據(jù)采用的計(jì)量方式有三種：質(zhì)量計(jì)量、體積計(jì)量和能量計(jì)量。除第一種方式很少采用外，其他兩種方式都是普遍采用的。但是，由于不同國家和地區(qū)所產(chǎn)天然氣的組成有很大差異，其發(fā)熱量也不可能是一個(gè)固定值，因而體積計(jì)量難以正確反映商品天然氣作為一級能源的價(jià)值。因此，20世紀(jì)80年代北美地區(qū)就在天然氣大規(guī)模交接計(jì)量中，開始以能量計(jì)量取代傳統(tǒng)的體積計(jì)量。目前在北美和西歐地區(qū)，大規(guī)模交接計(jì)量幾乎全部采用能量計(jì)量作為結(jié)算依據(jù)。另外，全球正在迅速發(fā)展中的液化天然氣（I,NG）國際貿(mào)易也均以能量計(jì)量的方式進(jìn)行結(jié)算。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織天然氣技術(shù)委員會(huì)（ISO／TC193）于20世紀(jì)90年代中期就成立專門的工作組起草有關(guān)能量計(jì)量的國際標(biāo)準(zhǔn)，工作組在10多年間歷經(jīng)三次重大修改，于2008年12月發(fā)布了《天然氣能量的測定》（ISO15112：2008）。全國天然氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC／TC244）于2003年成立能量計(jì)量工作組后，天然氣能量計(jì)量國家標(biāo)準(zhǔn)的起草工作緊？跟ISO／TC193的發(fā)展動(dòng)向，五年之中數(shù)易其稿，于2008年7月以修改采用（MOD）ISO15112的方式完成了《天然氣能量的測定》（GB／T22723-2008）的制定工作，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2008年12月31日發(fā)布了此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并已于2009年8月1日起實(shí)施。GB／I15112的發(fā)布標(biāo)志著我國天然氣計(jì)量進(jìn)入了一個(gè)新階段。盡管天然氣能量計(jì)量技術(shù)問世已有20多年歷史，但真正直接對天然氣進(jìn)行能量測定的系統(tǒng)尚在開發(fā)之中，目前僅研制成功了樣機(jī)。因此，當(dāng)前國內(nèi)外所采用的能量計(jì)量方法皆立足于間接測定，即分別測定天然氣的體積流量和其單位發(fā)熱量后，通過計(jì)算的方法求得某一時(shí)段中輸出天然氣的總能量。GB／q、22723-2008也同樣是基于此原理制定的。從學(xué)科分類的角度看，天然氣能量計(jì)量隸屬于計(jì)量學(xué)范疇，故應(yīng)充分反映出計(jì)量學(xué)的三個(gè)基本屬性：同一性、準(zhǔn)確性和溯源性。同時(shí)，能量計(jì)量既涉及屬于物理測量領(lǐng)域的流量計(jì)量，又涉及屬于化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域的分析測試，因而更增加了測量結(jié)果在量值傳遞及溯源準(zhǔn)則方面的復(fù)雜性。近年來，隨著成都天然氣計(jì)量站和西氣東輸南京計(jì)量中心相繼投運(yùn)，我國在體積計(jì)量的領(lǐng)域已達(dá)到了國際先進(jìn)水平。然而在發(fā)熱量測定的領(lǐng)域，無論直接測定還是間接測定與國外先進(jìn)水平相比均尚有諸多不足之處。從標(biāo)準(zhǔn)化的角度看，天然氣能量計(jì)量不僅涉及我國已發(fā)布的近30項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)中的大多數(shù)，還涉及一批與天然氣流量計(jì)量有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量眾多，涉及不同的溯源體系，而且有些相關(guān)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)迄今尚未轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的我國國家標(biāo)準(zhǔn)。例如，天然氣分析的溯源準(zhǔn)則、天然氣在線分析系統(tǒng)的性能評價(jià)等。鑒于以上認(rèn)識，西南油氣田公司天然氣研究院與有關(guān)單位合作，針對推廣能量計(jì)量的客觀需要，在天然氣組分分析方法的精密度評價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溯源鏈的建立、實(shí)驗(yàn)室間比對的能力驗(yàn)證和發(fā)熱量等物性參數(shù)的賦值等方面開展了一系列卓有成效的研究，相關(guān)研究成果皆根據(jù)計(jì)量學(xué)的基本原理在本書中有所反映。

內(nèi)容概要

　　《天然氣能量計(jì)量理論與實(shí)踐》扼要介紹了天然氣能量計(jì)量的基本原理及其實(shí)施方法。同時(shí)根據(jù)計(jì)量學(xué)原理，結(jié)合天然氣研究院多年來從事能量計(jì)量技術(shù)開發(fā)的成果與經(jīng)驗(yàn)，討論了天然氣能量測定的同一性、溯源性和準(zhǔn)確性問題?！短烊粴饽芰坑?jì)量理論與實(shí)踐》可供從事天然氣計(jì)量及分析測試的工程技術(shù)人員閱讀、參考，也可作為石油大專院校天然氣專業(yè)師生的參考用書。

書籍目錄

第一章 天然氣計(jì)量基礎(chǔ)知識第一節(jié) 計(jì)量與計(jì)量學(xué)第二節(jié) 國際單位制與法定計(jì)量單位第三節(jié) 測量誤差與測量不確定度第四節(jié) 量值傳遞與檢定第五節(jié) 量值溯源與校準(zhǔn)第六節(jié) 天然氣計(jì)量系統(tǒng)第二章 國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T22723~2008簡介第一節(jié) 原理與方法第二節(jié) 賦值方法第三節(jié) 能量的計(jì)算第四節(jié) 能量測定的不確定度及其評定第三章 流量測量第一節(jié) 超聲流量計(jì)第二節(jié) 渦輪流量計(jì)第三節(jié) 孔板流量計(jì)第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)容積式流量計(jì)第五節(jié) 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)第六節(jié) 質(zhì)量流量計(jì)第四章 氣相色譜法分析天然氣組成第一節(jié) 概述第二節(jié) 國家標(biāo)準(zhǔn)GB／13610-2003簡介第三節(jié) 在線分析系統(tǒng)的操作性能評價(jià)第四節(jié) 精密度評價(jià)研究第五節(jié) 實(shí)驗(yàn)室檢測能力驗(yàn)證第六節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)氣混合物制備與應(yīng)用第七節(jié) 天然氣取樣導(dǎo)則第五章 天然氣物性參數(shù)的計(jì)算與測定第一節(jié) 相對密度與密度的計(jì)算第二節(jié) 發(fā)熱量與沃?自指數(shù)的計(jì)算第三節(jié) 壓縮因子的計(jì)算第四節(jié) 天然氣體積性質(zhì)的測定第五節(jié) 發(fā)熱量測定第六節(jié) 發(fā)熱量等物性參數(shù)的賦值第七節(jié) VAMGAS項(xiàng)目和ISO／TR24094：2006附錄一 天然氣能量計(jì)量示例附錄二 天然氣流量計(jì)算機(jī)基本技術(shù)要求附錄三 典型流量計(jì)的比較附錄四 流量計(jì)選型示例附錄五 GB／T13610-2003實(shí)施要點(diǎn)附錄六 氣相色譜儀檢定規(guī)程要點(diǎn)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（3）法制計(jì)量：是指為了保證公眾安全、國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，根據(jù)法制、技術(shù)和行政管理的需要，由政府或官方授權(quán)進(jìn)行強(qiáng)制管理的計(jì)量。鑒于天然氣對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要性，無論采用何種計(jì)量方式，皆屬于法制計(jì)量的范疇。不僅如此，隨著我國進(jìn)口管輸天然氣和液化天然氣（LNG）的國際貿(mào)易量逐步增大，關(guān)鍵測量參數(shù)的國際比對正在迅速發(fā)展。通過在不同校準(zhǔn)等級上測量等效性核查的廣泛進(jìn)行，包括天然氣能量計(jì)量在內(nèi)的計(jì)量系統(tǒng)將全面與國際接軌，并逐步融入全球計(jì)量體系。按計(jì)量的具體對象與測量設(shè)備的功能來區(qū)分，目前比較成熟且普遍開展的計(jì)量有幾何量（長度）、溫度、力學(xué)、電磁、電子學(xué)、時(shí)間頻率、電離輻射、光學(xué)、聲學(xué)和化學(xué)等十大類計(jì)量學(xué)領(lǐng)域。但隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，當(dāng)前計(jì)量學(xué)的范圍早已突破上述十類，如新興的航天工程、生物工程、環(huán)境工程正在結(jié)合自身的特殊要求，逐步形成新穎的計(jì)量測試領(lǐng)域。天然氣能量計(jì)量既涉及屬于力學(xué)計(jì)量的氣體流量計(jì)量，又涉及屬于分析化學(xué)計(jì)量的氣相色譜分析，還涉及屬于物理化學(xué)計(jì)量的熱量計(jì)法測定氣體發(fā)熱量。因此，能量計(jì)量涉及的計(jì)量原理、計(jì)量設(shè)備、量值傳遞體系與溯源性都比較復(fù)雜，這些皆為本書重點(diǎn)討論的內(nèi)容。三、計(jì)量的特點(diǎn)上文已經(jīng)提及，計(jì)量不同于一般意義上的測量，它是具有特殊要求的測量。計(jì)量所得的結(jié)果應(yīng)是與置信度有關(guān)、與不確定度相聯(lián)系的一種規(guī)范化的測量，而所謂的規(guī)范化則是通過一系列有關(guān)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來實(shí)現(xiàn)的。因此，計(jì)量工作是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量的基礎(chǔ)，是社會(huì)化、專業(yè)化大生產(chǎn)的基本保障之一。各國政府通過建立計(jì)量基（標(biāo)）準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值溯源來保障國家和公眾利益，促進(jìn)高新技術(shù)發(fā)展，保證貿(mào)易結(jié)算的公平，以及環(huán)境、資源、安全防護(hù)中所有測量操作的準(zhǔn)確可行。由此可見，實(shí)現(xiàn)量值的準(zhǔn)確一致不僅是技術(shù)工作，且必須具備相應(yīng)的法律、法規(guī)的法制保障，從而形成法制計(jì)量的共同特點(diǎn)——法制性。工程計(jì)量學(xué)涉及的門類雖然眾多，但除上述法制性外，其基本（屬性）特點(diǎn)可以歸納為三點(diǎn)：即準(zhǔn)確性、一致性和溯源性。

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《天然氣能量計(jì)量理論與實(shí)踐》是由石油工業(yè)出版社出版的。

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