天然氣作為一種重要的清潔能源,已廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。目前,在世界能源消費結(jié)構(gòu)中,天然氣消費占能源消耗總量的比例也不斷提高,伴隨著天然氣貿(mào)易的持續(xù)擴大,對天然氣計量方式的要求也不斷提高。
2019年5月國家發(fā)改委、國家能源局、住建部、市場監(jiān)管總局發(fā)布了《油氣管網(wǎng)設(shè)施公平開放監(jiān)管辦法》。在天然氣計量方式上有了新的突破,首次規(guī)定了天然氣使用熱值的新計量方式。天然氣計量包括體積計量、質(zhì)量計量和熱值計量3種方式。當前,我國天然氣通常是按照體積計量,而國際上采用的能量計量更能體現(xiàn)不同天然氣品質(zhì)差別。
天然氣作為用于燃燒的能源,其價值在于其提供的熱量。但是天然氣是一種多組分混合氣體,由于產(chǎn)地來源不同,各組分及含量也存在差異,這使得不同來源的同樣體積和質(zhì)量的天然氣,其燃燒產(chǎn)生的能量也不同。因此,從科學(xué)公平計量的角度看,天然氣計量采用能量計量比體積計量更加合理,有利于準確計量、體現(xiàn)公平、減少結(jié)算糾紛和天然氣行業(yè)的健康發(fā)展。天然氣能量計量是在體積測量的基礎(chǔ)上,再測量天然氣發(fā)熱量,用天然氣單位體積的熱量乘以天然氣標況體積,以獲得天然氣總能量。其計算式如下:
E=Q×Hs (1)
式中:
E——時間段內(nèi)天然氣的能量,MJ;
Q——時間段內(nèi)天然氣標準狀態(tài)的體積流量或質(zhì) 量流量,m3 或 kg;
H——天然氣單位發(fā)熱量,MJ/m3 或MJ/kg。
燃氣公司沿用體積計量已幾十年,技術(shù)、運作方式和運維成熟,經(jīng)驗充足收益高。而且體積計量技術(shù) 雖然相對成熟,卻依舊在不斷發(fā)展,從體積計量改為能量計量,對燃氣公司最大挑戰(zhàn)是技術(shù)上的飛躍。對燃氣公司來說,能量計量在標況下進行結(jié)算,避免了很多原來沒有體積補償?shù)膿p失。在推行天然氣的能量計量大背景下,必然催生了顯示標況體積的電子溫度壓力修正膜式燃氣表,為將來的能量計量打下基礎(chǔ)。
團標的理論基礎(chǔ)和政策支撐
2020年9月1日中國城市燃氣協(xié)會團體標準T/ CGAS 011-2020《電子溫壓修正膜式燃氣表》開始實 施。電子溫度壓力修正膜式燃氣表,主要用于燃氣公司末端用戶的計量,把原來的工況變成標況,這樣能夠降低燃氣公司管網(wǎng)末端的氣損問題,從而提高燃氣 公司管理的效率。電子溫度壓力修正膜式燃氣表是在膜式燃氣表基 表上嵌入電子溫度傳感器、壓力傳感器,使用積算器 等部件,將測量條件下的體積累積量修正成標準條件下的體積累積量的燃氣計量儀表,見圖1結(jié)構(gòu)示意圖。
1. 國際標準和國家標準的支撐
電子溫壓修正膜式燃氣表是近幾年才開發(fā)應(yīng)用的新產(chǎn)品,將測量條件下(工況)的體積量轉(zhuǎn)換成標準條件下(標況)的體積量的新一代的燃氣計量儀表,有相關(guān)的國際標準和國家標準的支撐:
(1)GB/T 6968-2019 膜式燃氣表(EN 1359)
(2)GB/T 36242-2018 燃氣流量計體積修正儀(EN 12405-1:2005)
(3)GB/T 32201-2015 氣體流量計(OIML R137:2012)
(4)GB/T 19205-2008 天然氣標準參比條件 (ISO 13443)
GB/T 32201-2015(R137)《氣體流量計》規(guī)定:對于帶內(nèi)置轉(zhuǎn)換裝置的流量計,如果它只顯示基準條件下的體積,在tsp-15℃至tsp+15℃的溫度范圍內(nèi),可在給出的最大允許誤差上增加0.5%。超出此范圍時,允許每10℃再增加0.5%。指定溫度tsp由制造商確定。
GB/T 6968-2019《膜式燃氣表》附錄A“內(nèi)置氣體體積轉(zhuǎn)換裝置的燃氣表”中要求:內(nèi)置氣體體積轉(zhuǎn)換裝置的燃氣表,中心溫度tsp應(yīng)在15℃~25℃之間。如果只顯示基準條件下的體積量,示值誤差應(yīng)符合以下要求:初始MPE在tsp±15℃范圍內(nèi),可在初始MPE的基礎(chǔ)上放寬±0.5%。在此范圍外但在制造商聲明的溫度范圍內(nèi),允許每增加10℃再放寬±0.5%。耐久MPE不超過初始MPE的2倍。
GB/T 36242-2018(EN 12405-1:2005)《燃氣流量計體積修正儀》中要求:修正儀的分量誤差包括溫度測量誤差、壓力測量誤差和積算器的誤差。
GB/T 19205-2008《天然氣標準參比條件》中規(guī)定:天然氣計量時,使用的壓力和溫度參比條件分別為 101.325kPa和20℃。而實際計量時,很少在標準狀態(tài),若未安裝溫壓補償裝置,計量結(jié)果將與實際值存在偏差。據(jù)理想氣體狀態(tài)方程計算可知,當實際供氣壓力相對參比壓力每升高1kPa,燃氣企業(yè)損失的氣量約為1%;若溫度低于參比溫度3℃,損失的氣量約為1%。
電子溫壓修正膜式燃氣表由積算器、溫度傳感器、壓力傳感器和基表組成,根據(jù)基表測得的體積流量、燃氣的溫度和壓力等參數(shù)進行計算,將測量條件下的體積量轉(zhuǎn)換成基準條件下的體積量,并進行積算、存儲和顯示的裝置。也可以這樣理解:電子溫壓修正膜式燃氣表是帶微型積算儀的燃氣表。
2.相關(guān)政策的支撐