天然氣能量的測定

天然氣能量的測定1范圍本標(biāo)準(zhǔn)提供了采用測量或計(jì)算的方式對天然氣進(jìn)行能量測定的方法，并描述了必需采用的相關(guān)技術(shù)和措施。能量的計(jì)算是基于分別測量被輸送天然氣(以下簡稱“氣體”)的量(質(zhì)量或體積)及其發(fā)熱量(由測量或計(jì)算獲得)。本標(biāo)準(zhǔn)還給出能量測定不確定度估算的通用方法。本標(biāo)準(zhǔn)僅涉及目前正在使用的系統(tǒng)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于從民用氣到高壓氣輸送的任何氣體計(jì)量站。本標(biāo)準(zhǔn)不排斥新技術(shù)的應(yīng)用，只要該技術(shù)被證實(shí)與本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的技術(shù)等同或更好。氣體計(jì)量系統(tǒng)不是本標(biāo)準(zhǔn)的主題。注：本標(biāo)準(zhǔn)的使用者應(yīng)按照GB/T18603的要求選擇相應(yīng)的能量測定方法。本標(biāo)準(zhǔn)采用的標(biāo)準(zhǔn)參比條件為：體積計(jì)量：壓力為101.325kPa，溫度為20℃；能量計(jì)量：壓力為101.325kPa，溫度為20℃，干基。也可使用合同規(guī)定的其他參比條件。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T11062天然氣發(fā)熱量、密度、相對密度和沃泊指數(shù)的計(jì)算方法(GB/T11062—1998，neqISO6976:1995)GB/T18603—2001天然氣計(jì)量系統(tǒng)技術(shù)要求GB/T20604天然氣詞匯(GB/T20604—2006，IS014532:2001，IDT)JJF1001通用計(jì)量術(shù)語及定義3術(shù)語和定義GB/T20604和JJF1001確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1賦值方法assignmentmethod在只有體積測量的特定界面上使用的氣體發(fā)熱量獲取方法。3.2有效性availability在任何時(shí)候，測量系統(tǒng)或者組成該測量系統(tǒng)的測量儀器，能按照其技術(shù)指標(biāo)要求運(yùn)行的可能性。3.3發(fā)熱量站calorificValuestation在管線上由測定天然氣發(fā)熱量所需設(shè)備構(gòu)成的裝置。3.4調(diào)整發(fā)熱量adjustedcalorificvalue對在計(jì)量站測定的發(fā)熱量，用氣體從此站輸送到使用其值的對應(yīng)體積計(jì)量站所需時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償?shù)陌l(fā)熱量。3.5校正發(fā)熱量correctedcalorificvalue為了補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，對測量值進(jìn)行校正的發(fā)熱量。3.6公告發(fā)熱量declaredcalorificvalue預(yù)先通報(bào)在各界面使用的、用于能量測定目的的發(fā)熱量。3.7有代表性的發(fā)熱量representativecalorificvalue公認(rèn)的、與某個(gè)界面的實(shí)際發(fā)熱量非常接近的發(fā)熱量。3.8計(jì)費(fèi)區(qū)chargingarea使用相同方法進(jìn)行能量測定的一系列界面。3.9換算conversion將操作條件下的體積轉(zhuǎn)換為參比條件下的體積。3.10測定determination為了提供某個(gè)物體的定性或定量信息，而對其實(shí)施的一系列操作。注：本標(biāo)準(zhǔn)中，術(shù)語測定僅用于定量。3.11能量energy氣體量(質(zhì)量或者體積)與其發(fā)熱量在給定條件下的乘積。注1：能量也可稱為能量總量。注2：能量通常以MJ為單位表示。3.12能量測定energydetermination在測量或采用測量值計(jì)算的基礎(chǔ)上，對一定量氣體的能量總數(shù)進(jìn)行定量測定。3.13能量流量energyflowrate單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)橫截面的氣體能量。注：能量流量通常以MJ/s單位表示。3.14固定賦值fixedassignment對于在某個(gè)特定的發(fā)熱量測量站測定的發(fā)熱量，或者為通過一個(gè)或多個(gè)界面的氣體預(yù)先公告的發(fā)熱量，在使用期間其值不進(jìn)行修正。3.15氣體輸送商gastransporter將天然氣通過管道從一個(gè)地方輸送至另一個(gè)地方的公司。3.16管網(wǎng)模擬gridsimulation根據(jù)給出的管道布局?jǐn)?shù)據(jù)、入口點(diǎn)和出口點(diǎn)的流量以及各點(diǎn)的壓力和溫度，通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出一組管道或管網(wǎng)中的壓力和流量數(shù)據(jù)。注：任何管網(wǎng)模擬的目的都是為了獲得未來狀態(tài)下氣體的壓力和流量信息。模擬結(jié)果是氣體流動狀態(tài)下的一種估計(jì)。3.17界面interface在輸送或供氣管道上，氣體的所有權(quán)發(fā)生變化或者發(fā)生自然交接的地方。注：一般而言，每個(gè)界面都有一個(gè)相關(guān)的計(jì)量站。3.18本地分銷商localdistributioncompany將天然氣輸送給工業(yè)、商業(yè)和(或)居民用戶的公司。3.19合理性plausibility量值的一個(gè)特性，指其處于合理的界限之內(nèi)。3.20生產(chǎn)商producer將未加工的天然氣從氣藏中開采出來，經(jīng)過加工處理和(貿(mào)易)計(jì)量后，以干天然氣的形式供應(yīng)至輸送系統(tǒng)的公司。3.21區(qū)域分銷商regionaldistributor將天然氣交付給本地分銷商和(或)工業(yè)、商業(yè)或居民用戶的公司。3.22可變賦值variableassignment基于發(fā)熱量站的測量值，以一種賦值程序確定通過一個(gè)或多個(gè)界面發(fā)熱量的方法。注：所應(yīng)用的發(fā)熱量可能會涉及將氣體從發(fā)熱量測定站輸送到相應(yīng)體積計(jì)量站所需要的時(shí)間和其他影響因素，以獲得管網(wǎng)的平均發(fā)熱量，及整個(gè)管網(wǎng)發(fā)熱量變化的狀態(tài)重構(gòu)等。3.23零位浮點(diǎn)zerofloatingpoint輸氣管網(wǎng)中的一個(gè)分界位置，在此位置的兩端有不同氣質(zhì)氣體。4符號與單位表1中的符號與單位適用于本標(biāo)準(zhǔn)。表1符號與單位符號含義量綱a單位符號E能量bML2T-2MJ，kWhP能量流量ML2T-3MJ/h，kWh/sH發(fā)熱量L2T-2或ML-1T-2MJ/m3，kWh/m3或MJ/kg，kWh/kgM摩爾質(zhì)量Mm-1g/tool，kg/kmolP壓辦(絕對)ML-1T-2MPa；kPaQ天然氣的量cL3或Mm3或kgy體積(天然氣)L3m3T溫度(絕對)0Kf時(shí)間Ts，h，dZ壓縮因子1θ溫度θ℃ρ密度ML-3kg/m3下標(biāo)：S表示高位(發(fā)熱量)；1表示操作條件；m表示質(zhì)量；n表示標(biāo)準(zhǔn)參比條件。a在“量綱”欄中，質(zhì)量、長度、時(shí)間、摩爾和熱力學(xué)溫度的量綱，分別用M、L、T、m和θ表示。b此處發(fā)熱量單位為MJ/m3，天然氣體積單位為m3，或者發(fā)熱量單位為MJ/kg，天然氣質(zhì)量單位為kg，則計(jì)算的能量值的單位為MJ；此處發(fā)熱量的單位為kWh/m3，而天然氣體積單位為m3，或者發(fā)熱量單位為kWh/kg，而天然氣質(zhì)量單位為kg，則計(jì)算的能量值的單位為kWh；將MJ換算為kWh時(shí)，除以3.6。c當(dāng)天然氣的量以m3表示時(shí)，則應(yīng)限定溫度和壓力值。5一般原理一定量氣體所含能量(E)為氣體量(Q)與對應(yīng)發(fā)熱量(H)的乘積?？芍苯訙y定能量(見圖1)，也可通過氣體量及其發(fā)熱量計(jì)算能量(見圖2)。通常，氣體的量以體積表示，其發(fā)熱量則以體積為計(jì)算基準(zhǔn)。為了能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行能量測定，應(yīng)使氣體體積和發(fā)熱量處于同一參比條件下。能量測定既可以是連續(xù)的幾組發(fā)熱量和相同時(shí)間內(nèi)流量乘積的累加計(jì)算，也可以是這段時(shí)間內(nèi)氣體的總體積與其有代表性的(賦值)發(fā)熱量的乘積。在發(fā)熱量不斷變化及測量流量和(有代表性的)發(fā)熱量測定在不同地點(diǎn)進(jìn)行的情況下，應(yīng)考慮流量和發(fā)熱量測定的時(shí)間差異而引起的對準(zhǔn)確度的影響(見第11章)。氣體體積可以在標(biāo)準(zhǔn)參比條件下測量和呈報(bào)；也可以在其他參比條件下測量，并以合適的體積換算方法將其換算為標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的等量體積。在特定氣體體積計(jì)量站使用的體積換算方法可能需要在其他位置上測量的氣質(zhì)數(shù)據(jù)。發(fā)熱量可以在氣體計(jì)量站測定；也可以在其他一些有代表性的地點(diǎn)測定，并將結(jié)果賦值給氣體計(jì)量站。氣體的量及其發(fā)熱量也可以質(zhì)量為基準(zhǔn)表示。第10章將進(jìn)一步論述當(dāng)氣體的量分別以體積和質(zhì)量為基準(zhǔn)時(shí)能量測定的一般原理。為了計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)通過某氣體計(jì)量站的氣體的能量，可采用第7章至第10章中的能量測定方法。這些方法涉及整個(gè)時(shí)間段的積分，包括對能量流量的積分或?qū)怏w流量在該時(shí)間段的積分以獲得氣體量數(shù)據(jù)，再將該氣體量乘以有代表性的發(fā)熱量。第7章至第10章中能量測定的一般原理與所使用的積分方法無關(guān)。積分方法影響測定能量的不確定度，在第11章中考慮了這些影響。6氣體計(jì)量6.1概述計(jì)量站實(shí)際使用的計(jì)量設(shè)備和方法取決于流量、氣體的商業(yè)價(jià)值、氣質(zhì)變化、冗余要求以及儀器的技術(shù)規(guī)格。只宜使用已在各個(gè)界面通過驗(yàn)證、并符合GB/T18603不同等級計(jì)量系統(tǒng)要求的方法和計(jì)量設(shè)備或產(chǎn)品測量天然氣的量。附錄A給出不同界面推薦使用的技術(shù)、方法和設(shè)備。應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和(或)國家法規(guī)使用合適的流量和發(fā)熱量測量方法。宜采取措施以識別和解決系統(tǒng)影響。例如，使用不同的國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和(或)操作程序，會引入系統(tǒng)差值；合同各方宜確定適當(dāng)?shù)姆椒朔@些差值。一般而言，測量結(jié)果的質(zhì)量取決于操作條件、維護(hù)頻率和質(zhì)量、檢定或校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)、取樣和清洗、氣體組成的改變以及計(jì)量設(shè)備老化等因素。如果能夠滿足廠家及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并嚴(yán)格遵循操作、檢定或校準(zhǔn)及維護(hù)的所有操作程序，則能獲得高的準(zhǔn)確度。6.2體積測量天然氣計(jì)量站內(nèi)的體積流量計(jì)量系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)計(jì)量回路組成。通常這些流量計(jì)是測量實(shí)際操作條件下的氣體體積。為某個(gè)特定的應(yīng)用選擇流量計(jì)系統(tǒng)時(shí)，至少要考慮流動條件、流量測量范圍、操作條件(尤其是操作壓力)、可接受的壓力損失以及要求的準(zhǔn)確度等因素。附錄A中列出了在第1至6個(gè)輸送界面中最常使用的測量天然氣體積流量的儀器設(shè)備。6.3發(fā)熱量測量6.3.1測量技術(shù)和取樣發(fā)熱量測量系統(tǒng)由取樣系統(tǒng)和直接測量(例如燃燒式熱量計(jì))、間接測量(例如氣相色譜儀)、關(guān)聯(lián)技術(shù)等三種測量設(shè)備中的一種組合構(gòu)成。發(fā)熱量測量過程中，要取得較高的準(zhǔn)確度需要使用有代表性的樣品。它取決于測量系統(tǒng)、操作程序、氣體組成的波動和(或)輸送氣體的量。可使用連續(xù)直接取樣、周期定點(diǎn)取樣和遞增(累積)取樣等技術(shù)之一進(jìn)行取樣，所取樣品既可用于在線分析，也可用于離線分析。6.3.2直接測量——熱量計(jì)法直接測量是以恒定流速流動的天然氣在過量的空氣中燃燒，所釋放的能量被傳遞到熱交換介質(zhì)，并使其溫度升高。氣體的發(fā)熱量與升高的溫度直接相關(guān)。熱量計(jì)法用于界面1至3和界面5。6.3.3間接測量間接測量是依據(jù)GB/T11062由氣體組成計(jì)算發(fā)熱量。應(yīng)用最廣泛的分析技術(shù)是氣相色譜。氣相色譜法測量用于界面1至3和界面5。6.3.4關(guān)聯(lián)技術(shù)關(guān)聯(lián)技術(shù)是利用氣體的一個(gè)或多個(gè)物理性質(zhì)及其發(fā)熱量之間的關(guān)系進(jìn)行測定。也可使用化學(xué)計(jì)量燃燒原理。6.4體積換算6.4.1概述將在操作條件下測量的天然氣體積換算為參比條件下的體積是基于氣體壓力、溫度和壓縮因子(pTZ換算)或操作和參比條件下的氣體密度(密度換算)方法。詳細(xì)參見附錄C、E.1和E.2。6.4.2密度體積數(shù)據(jù)的換算可能需要用到參比條件下的密度。質(zhì)量流量測定或體積換算都需要測定操作條件下的密度。6.4.3壓力和溫度將操作條件下的氣體體積換算為參比條件下的體積時(shí)應(yīng)測量壓力和溫度。6.4.4壓縮因子對于氣體體積換算，壓縮因子可以用摩爾組成分析對氣體組成進(jìn)行計(jì)算而得(參見E.2)，或用物理性質(zhì)及某些(非烴)組分含量進(jìn)行計(jì)算而得(參見E.1)，也可以由Z值儀測定而得?？梢愿鶕?jù)GB/T11062計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的壓縮因子。根據(jù)某個(gè)特定計(jì)量點(diǎn)輸送的氣體量以及壓力、溫度和組成的變化情況，壓縮因子可被設(shè)為一個(gè)常量或應(yīng)隨時(shí)計(jì)算。本標(biāo)準(zhǔn)的用戶在高壓下選擇壓縮因子計(jì)算方法時(shí)應(yīng)考慮氣體組成(尤其是較重?zé)N類之間的摩爾關(guān)系)對計(jì)量準(zhǔn)確度的影響。6.5檢定或校準(zhǔn)檢定或校準(zhǔn)的質(zhì)量對測量結(jié)果的真實(shí)度有顯著影響。由測量設(shè)備的穩(wěn)定性決定檢定或校準(zhǔn)頻率。檢定或校準(zhǔn)應(yīng)能溯源到合適的標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。有代表性的檢定或校準(zhǔn)宜在接近計(jì)量儀表的操作條件下進(jìn)行。對于發(fā)熱量測量設(shè)備而言，所使用的標(biāo)準(zhǔn)氣的發(fā)熱量或組成宜接近被測氣體預(yù)期的發(fā)熱量或組成。在對用于能量測定的任何測量儀器進(jìn)行檢定時(shí)，如果儀器讀數(shù)和由標(biāo)準(zhǔn)給出的相應(yīng)值之間的偏差超出了規(guī)定的范圍，則應(yīng)對可能建立測量值和標(biāo)準(zhǔn)給出值之間最小差值的儀器進(jìn)行調(diào)整，或者對后續(xù)周期的測量值進(jìn)行校正以得到正確值的方法，對測量儀器進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。視儀器的類型不同，實(shí)際的調(diào)整或校正過程可手動或自動進(jìn)行。在檢定或校準(zhǔn)發(fā)熱量測量儀器時(shí)，如果測量值和認(rèn)證值之間出現(xiàn)差值，則應(yīng)在后續(xù)運(yùn)行周期中使用測量值的校正值或調(diào)整值。6.6數(shù)據(jù)儲存和傳輸應(yīng)安全儲存能量測定的相關(guān)數(shù)據(jù)。儲存時(shí)間和地點(diǎn)應(yīng)考慮國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和(或)合同要求。數(shù)據(jù)包括提供和(或)構(gòu)成能量的信息，和數(shù)據(jù)有效性或計(jì)量站(硬件和軟件)運(yùn)行信息。對于數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)采取安全的程序以確保數(shù)據(jù)的完整性。7能量測定7.1界面7.1.1從生產(chǎn)廠商或儲氣庫到終端用戶的合同各方之間的天然氣貿(mào)易交接，一般要通過氣體輸送商、區(qū)域分銷商、本地分銷商中的某些或所有中間階段。圖3和圖4中標(biāo)記為1至6的方框代表交接鏈中不同的界面；它們在物理上可以是由一個(gè)真實(shí)的計(jì)量站構(gòu)成，也可被當(dāng)做沒有任何測量發(fā)生的虛擬界面，或作為表示按合同要求規(guī)定的發(fā)送或重新發(fā)送地點(diǎn)。合同方之間交接鏈中的能量測定在界面1至6進(jìn)行(見圖3和圖4)，這些界面常被稱為發(fā)送和(或)重新發(fā)送地點(diǎn)。圖3為從生產(chǎn)商到終端用戶之間的交接鏈；圖4附加地包括一個(gè)儲氣操作商，它通常為生產(chǎn)商、氣體輸送商和區(qū)域分銷商儲存供今后使用的氣體。不同輸氣管線的界面數(shù)量可能有差異。如果這些界面是實(shí)際的計(jì)量站，則它們可用作氣體計(jì)費(fèi)界面。7.1.2不同交接情況的三種不同模式示例7.1.2.1氣體輸送商直接向工業(yè)用戶供氣為了在界面5進(jìn)行能量測定，需在界面2或5測量氣體的體積。由于沒有涉及區(qū)域分銷商或儲氣公司以及本地分銷商，如果預(yù)計(jì)氣體量(參見圖B.1)能基本保持穩(wěn)定，就可以使用在界面2測定的發(fā)熱量。7.1.2.2氣體生產(chǎn)商直接向工業(yè)用戶供氣幾個(gè)氣體輸送商和區(qū)域分銷商共同使用管道系統(tǒng)輸送氣體，不涉及本地分銷商。在到達(dá)工業(yè)用戶的途中，氣質(zhì)不會發(fā)生變化。在界面5進(jìn)行能量測定時(shí)，氣體體積在界面5測定，而發(fā)熱量可在界面5、3或2測定。7.1.2.3本地分銷商供氣給終端用戶、商業(yè)和工業(yè)用戶本地分銷商由區(qū)域分銷商或氣體輸送商或儲氣公司供氣。進(jìn)行能量測定時(shí)體積測量在界面4至6進(jìn)行。由于氣質(zhì)不同(參見圖B.3)，區(qū)域分銷商為界面3的發(fā)熱量測定應(yīng)用狀態(tài)重構(gòu)程序；本地分銷商將此發(fā)熱量用于界面4至6的能量測定。7.1.3能量測定方法與許多重要的因素有關(guān)；制定適宜的能量測定策略時(shí)應(yīng)考慮這些因素，以便使本標(biāo)準(zhǔn)的用戶能夠進(jìn)行正確的能量測定。這些因素包括管網(wǎng)布局、流動方向、氣體外輸結(jié)構(gòu)或消費(fèi)結(jié)構(gòu)、發(fā)熱量變化規(guī)律、技術(shù)裝備、合同要求和國家法規(guī)。7.2能量測定方法本書給出方法的主要目的是支持輸送官網(wǎng)內(nèi)符合要求的能量平衡，以及給各界提供考慮了經(jīng)濟(jì)方面因素的合理的能量測定方法。7.2.1直接能量測定直接能量測定法(見圖5)不測定單個(gè)的物理參數(shù)(如Q和H)。在測定點(diǎn)檢定或校準(zhǔn)并顯示能量流量和能量數(shù)值。在本標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)備階段，直接能量測定儀器已進(jìn)入市場，但它們?nèi)晕幢蛔C實(shí)是可以用于貿(mào)易交接計(jì)量的技術(shù)。目前也沒有相應(yīng)的國際和國家標(biāo)準(zhǔn)。7.2.2間接能量測定對于間接能量測定，能量是基于已測定或計(jì)算的體積或質(zhì)量、發(fā)熱量和其他參數(shù)測定的。7.2.2.1在同一計(jì)量站測定體積或質(zhì)量和發(fā)熱量對于間接能量測定，氣體的體積或質(zhì)量、發(fā)熱量和諸如CO2含量和氣體密度等于其他物理參數(shù)是在計(jì)量站分別測定(見圖6)；這些測量設(shè)備均單獨(dú)檢定或校準(zhǔn)。在測定點(diǎn)，典型的顯示數(shù)據(jù)是體積流量和能量數(shù)值。例如跨國貿(mào)易中，在2個(gè)計(jì)量站都有大量氣體通過時(shí)(Q1和Q2)，分別用兩臺發(fā)熱量測定設(shè)備測定其發(fā)熱量(Hs1和Hs2)是應(yīng)該的(見圖15)。另一種方法是收集計(jì)量站的發(fā)熱量和體積數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到不同的能量測定中心站，在此測定能量流量和能量數(shù)量。由于局部氣質(zhì)情況和經(jīng)濟(jì)上的原因，有時(shí)在計(jì)量站內(nèi)(按時(shí)間控制或流動控制方式)采集氣體樣品，但在其他地方測定發(fā)熱量(見圖7)。7.2.2.2在不同計(jì)量站測定體積或質(zhì)量和發(fā)熱量在合同各方的不同交接點(diǎn)均進(jìn)行體積測定時(shí)，如果也同時(shí)操作發(fā)熱量測定設(shè)備，則因其費(fèi)用極其昂貴而難以實(shí)現(xiàn)。因此最常用的方法(尤其在大規(guī)模供氣系統(tǒng))是為所測體積賦一個(gè)有代表性的發(fā)熱量值(見第9章)。為這些界面(體積測定點(diǎn))賦值的發(fā)熱量是別處的測量值或是由幾個(gè)有代表性的測量值產(chǎn)生的一個(gè)值(見圖8)。這些值是能量測定的基礎(chǔ)。賦值方式由管網(wǎng)中的輸入站或輸出站的位置和氣體流動狀態(tài)決定(見第9章)。8策略與程序8.1概述本標(biāo)準(zhǔn)中所謂的“設(shè)計(jì)”包含了實(shí)現(xiàn)能量測定策略所必需的信息及其獲取途徑，并結(jié)合考慮了預(yù)期的數(shù)據(jù)處理過程。能量測定以評估合理的能量測定策略開始，然后是所測數(shù)據(jù)合理性檢驗(yàn)；接下來的步驟是有代表性發(fā)熱量的賦值和數(shù)據(jù)組合(計(jì)算程序)；最后為質(zhì)量控制。包括“開始”和“結(jié)束”的能量測定示意圖如圖9所示。原則上，應(yīng)采用精心制定的能量測定策略和適用的能量測定方法和程序，并保持不變。除非能夠保證改善或維持結(jié)果的準(zhǔn)確度，或由于氣體流動情況和(或)氣質(zhì)條件發(fā)生變化，致使這些方法或程序不再適用，才可改變。另外，當(dāng)經(jīng)濟(jì)方面發(fā)生重大變化時(shí)，也應(yīng)改變適用的方法或程序。氣體計(jì)量系統(tǒng)并非本標(biāo)準(zhǔn)的主題。然而，由新系統(tǒng)或經(jīng)過改進(jìn)的設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可能會引起數(shù)據(jù)的變化；這可能會造成對能量測定的修正。8.2能量測定策略在能量測定周期中，合理的能量測定策略需要考慮在特定界面上與供氣狀況有關(guān)的發(fā)熱量變化過程和特定界面上所測量數(shù)據(jù)的正確性(如原始數(shù)據(jù))?？紤]某個(gè)界面的氣質(zhì)變化是能量測定合理性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素，例如，有關(guān)界面上發(fā)熱量測定的溯源性。上述溯源性非常重要，因?yàn)楦鹘缑骈g的能量測定即使只有一處不相對應(yīng)，就會對合同的某一方不利，故應(yīng)避免出現(xiàn)這種情況。例如，在那些只測定體積的界面上使用不匹配的發(fā)熱量或其他一些物性數(shù)據(jù)(如密度和CO2含量)，或者在不進(jìn)行嚴(yán)格檢查的情況下使用原始數(shù)據(jù)，就會出現(xiàn)上述情況。通常，氣質(zhì)變化取決于該界面的供氣情況，因而應(yīng)證明：a)通過后續(xù)界面的氣體是否僅來自一個(gè)氣源(見圖12、圖13和圖15)或b)通過后續(xù)界面的氣體是否來自多個(gè)氣源(見圖14和圖15)。根據(jù)圖14和圖15的供氣現(xiàn)狀，經(jīng)常會由于氣體進(jìn)出界面而導(dǎo)致合理的氣質(zhì)變化。因此，當(dāng)決定是否將一個(gè)應(yīng)用于計(jì)費(fèi)目的的能量測定周期(例如一個(gè)月或一年)再細(xì)分為不同周期時(shí)，在該能量測定周期中的氣質(zhì)變化狀況是極為重要的。一天內(nèi)的氣質(zhì)變化通常不再細(xì)分到每小時(shí)之間的變化。示例參見附錄B。8.2.1單個(gè)界面的策略8.2.1.1概述一般情況下量大的氣體通過界面1至3(見圖3和圖4)。對于界面2和3而言，相關(guān)發(fā)熱量可相對容易地由本地測量(見圖6和圖7)、遠(yuǎn)程發(fā)熱量測量(見圖8)和如質(zhì)量跟蹤(見9.3.3)的合適的賦值方法測定。這取決于合同各方和地方政府規(guī)定的配套方法。因技術(shù)或經(jīng)濟(jì)方面的原因，輸氣管網(wǎng)中那些不能對發(fā)熱量和其他重要?dú)赓|(zhì)參數(shù)進(jìn)行測量的交接點(diǎn)，有時(shí)可以通過間接方式獲取這些參數(shù)(見9.2、9.3.1、9.3.2或9.3.3)。8.2.1.2界面1計(jì)算參比條件下的體積時(shí)，可使用p、T和Z或ρn和ρ的方法進(jìn)行體積換算。應(yīng)在線測定該界面的發(fā)熱量(見6.3)。在單個(gè)氣藏采氣的情況下，因?yàn)闅怏w組成不隨時(shí)間變化，在線發(fā)熱量測定可能不合理。此時(shí)可通過周期取樣進(jìn)行離線分析所獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)熱量。示例參見附錄I。用統(tǒng)計(jì)方法評估與初始發(fā)熱量相關(guān)的個(gè)別發(fā)熱量隨時(shí)間的變化情況。如果變化值超過了商定的極限值(例如0.5%，參見圖I.1)，則測定方法將從離線改為在線。應(yīng)用上述發(fā)熱量測定方法時(shí)應(yīng)考慮到交接氣體的組成在很大程度上取決于氣體處理裝置這一事實(shí)。壓縮因子的測定見6.4.4。8.2.1.3界面2按8.2.1.2中的規(guī)定計(jì)算參比條件下的體積?？赏ㄟ^測量(見6.3)或賦值(見第9章)方法確定應(yīng)用于能量測定的發(fā)熱量。8.2.1.4界面3按8.2.1.3中的方法測定用于能量測定的所有參數(shù)值。8.2.1.5界面4由于技術(shù)和(或)經(jīng)濟(jì)方面的原因，輸氣管網(wǎng)中的界面4通?？刹粶y量發(fā)熱量和其他重要的氣質(zhì)參數(shù)。對該界面而言，賦值方法(見第9章)是必不可少的。在測量裝置的上游，需通過壓力控制設(shè)備保證壓力的穩(wěn)定。本地分銷商確定用于能量測定中的溫度和壓力的設(shè)置程序，并考慮大氣壓力。由于壓力低，可將壓縮因子設(shè)為“1”而不必進(jìn)行計(jì)算。對于該界面，可使用上游界面3的發(fā)熱量或者采用公告或者賦值發(fā)熱量。在以年度為能量測定周期時(shí)，如果可預(yù)計(jì)氣質(zhì)僅有很小的合理變化(參見圖B.1)，只采用公告發(fā)熱量是可行的。由本地分銷商設(shè)定公告發(fā)熱量，該值為考慮了前12個(gè)月發(fā)熱量的固定值(參見圖B.1)。在能量測定周期中，由本地分銷商定期檢查將氣體輸送到界面4的界面3(上游)處的發(fā)熱量。如果公告發(fā)熱量和在上游界面3處測定的發(fā)熱量之間的差值大于允許差值(例如1%)，例如當(dāng)發(fā)熱量發(fā)生顯著變化時(shí)(參見B.2和B.3)，應(yīng)對能量測定周期中的上述這些發(fā)熱量重新賦值。例如，在圖B.2中，發(fā)熱量Hs1應(yīng)賦值給t1和t2時(shí)間段的能量測定，Hs2應(yīng)該賦值給t3時(shí)間段的能量測定。為了向消費(fèi)者保證能量測定過程的合理準(zhǔn)確度，應(yīng)區(qū)分與其他氣質(zhì)分開的封閉式輸氣管網(wǎng)和未與其他氣質(zhì)分開的開放式輸氣管網(wǎng)兩項(xiàng)。8.2.1.5.1封閉式輸氣管網(wǎng)如果不同發(fā)熱量的氣體被置于分開的輸氣管網(wǎng)，則不會發(fā)生這些氣體的混合，且在界面3測定或確定的發(fā)熱量可作為界面4能量測定的基礎(chǔ)，具體描述如下?？筛鶕?jù)10.2所述方法，以算術(shù)或按每小時(shí)對體積或質(zhì)量加權(quán)來計(jì)算平均發(fā)熱量。首先，每天或能量測定周期中的其他時(shí)間段內(nèi)通過界面3的氣體能量可通過求測量或測定的單個(gè)發(fā)熱量的平均值，并將該平均發(fā)熱量乘以相同時(shí)間間隔內(nèi)通過界面3的氣體的體積或質(zhì)量來計(jì)算。先用式(6)求1h內(nèi)單個(gè)發(fā)熱量的平均值；再用式(6)或式(8)(加權(quán)平均法)，從這些以小時(shí)為基礎(chǔ)的平均發(fā)熱量計(jì)算每天的平均發(fā)熱量；最后，將每天的平均發(fā)熱量乘以同一天內(nèi)通過界面3的氣體體積或質(zhì)量。其次，能量測定周期結(jié)束時(shí)，將所有時(shí)間間隔的能量相加，除以能量測定期間所有時(shí)間間隔的全部氣體體積或質(zhì)量的和[見式(8)]。最終所得的平均發(fā)熱量可用來計(jì)算管網(wǎng)中任何界面4的能量，詳見9.1。實(shí)用示例參見附錄F。8.2.1.5.2開放式輸氣管網(wǎng)如果界面4處的終端用戶由幾個(gè)界面3供氣，則在所有這些界面3測量或測定的發(fā)熱量是有關(guān)聯(lián)的。如果這些界面的發(fā)熱量隨時(shí)在改變，由于經(jīng)濟(jì)方面的原因，甚至根據(jù)本地條件(如復(fù)雜的地貌，低壓)連供氣情況也不清楚時(shí)，在每個(gè)界面4進(jìn)行發(fā)熱量測定通常是不可能的。因?yàn)樵摻缑娴臍饬肯鄬^小，諸如取樣、發(fā)熱量測量、狀態(tài)重構(gòu)等技術(shù)措施通常不能作為提高準(zhǔn)確度的合理方法。在一個(gè)輸氣管網(wǎng)中，如果幾個(gè)界面3的供氣質(zhì)量不同，則界面4的發(fā)熱量可通過算術(shù)平均發(fā)熱量(見9.3.1)或下面的步驟計(jì)算。首先，對每個(gè)界面3，按8.2.1.5.1中描述的方法計(jì)算能量測定期間的能量。然后，把所有界面3的能量加和，再除以那個(gè)時(shí)間段通過所有界面3的所有氣體體積或質(zhì)量之和，得出那個(gè)時(shí)間段的加權(quán)平均管網(wǎng)發(fā)熱量。如果任何界面3的加權(quán)平均發(fā)熱量與加權(quán)平均管網(wǎng)發(fā)熱量的偏差都不偏離允許的極限值，則加權(quán)平均管網(wǎng)發(fā)熱量可用來計(jì)算每個(gè)界面4的能量。圖10給出一個(gè)實(shí)用示例。示例：一個(gè)即將進(jìn)行能量測定的計(jì)費(fèi)區(qū)由入口點(diǎn)界面3供氣，所供的三股氣體的氣體量分別為Q1、Q2和Q3，其相應(yīng)發(fā)熱量為Ha1、Ha2和Ha3。這些發(fā)熱量或者在入口點(diǎn)測定，或者在上游的界面1或2處確定，再按第9章描述的方法賦值給這些界面3。然后，按8.2.1.5.1中描述的方法計(jì)算計(jì)費(fèi)區(qū)內(nèi)用于能量測定目的的平均發(fā)熱量H。該平均發(fā)熱量也可用于界面5和界面6的能量測定，或在這些界面單獨(dú)測定發(fā)熱量。在后一種情況，計(jì)費(fèi)區(qū)域內(nèi)所有其他界面的能量測定程序應(yīng)考慮在界面5和(或)界面6處單獨(dú)經(jīng)本地發(fā)熱量測定的能量。如果偏差超過允許的極限值，應(yīng)通知相關(guān)各方有關(guān)偏差的測定和所應(yīng)用的程序。若在極罕見的情況下產(chǎn)生短期(最多一周)偏差，例如由于為了保證供氣而采取的措施所致，則沒有應(yīng)通知他們。如果能夠保證合理、準(zhǔn)確的能量測定過程(見8.2.1.5)，可考慮使用發(fā)熱量的算術(shù)平均值。如果由于界面3的氣質(zhì)改變很大而使加權(quán)平均發(fā)熱量不能滿足上述計(jì)費(fèi)區(qū)域內(nèi)允許的極限值，可在計(jì)費(fèi)區(qū)域內(nèi)采取其他附加措施。這些措施對于在單段管道系統(tǒng)內(nèi)確定盡可能具有代表性的發(fā)熱量是必不可少的；例如，應(yīng)用考慮了氣體量Q1、Q2和Q3及后續(xù)界面4至6測定或計(jì)算的輸送結(jié)構(gòu)的取樣技術(shù)。在這些情況下，對于部分能量測定系統(tǒng)，可使用入口點(diǎn)界面處的發(fā)熱量和通過取樣方法確定的發(fā)熱量計(jì)算不同的平均發(fā)熱量，詳見9.2。8.2.1.6界面5對于工業(yè)用戶(即界面5)相關(guān)發(fā)熱量可通過氣體輸送商或本地分銷商由上游確定；由于氣量甚大和經(jīng)濟(jì)方面的原因，相關(guān)發(fā)熱量也經(jīng)常在該界面進(jìn)行測定；根據(jù)氣體量和壓力，界面5的能量測定與界面1至4相同(見8.2.1.5.2)。8.2.1.7界面6該界面的要求與界面4相似。詳見8.2.1.5.2。8.3合理性檢驗(yàn)?zāi)芰繙y定的第一步是嚴(yán)格檢查測量、傳輸或記錄數(shù)據(jù)的合理性。例如，不合理數(shù)據(jù)至少可由測量設(shè)備故障、諸如電磁場對通訊線路的外部影響和記錄設(shè)備故障等因素引起。圖11中的方塊圖說明怎樣以正規(guī)形式進(jìn)行合理性檢驗(yàn)。如果體積流量等于“0”，應(yīng)檢驗(yàn)是否是真實(shí)的。如果流量和數(shù)據(jù)均為“0”，顯然是計(jì)量儀表或相關(guān)設(shè)備，如變送器、電子設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備或其他一些設(shè)備可能出現(xiàn)了故障。顯然不能使用虛假的數(shù)據(jù)。對于這些虛假數(shù)據(jù)或遺漏數(shù)據(jù)，應(yīng)確定合適的替代值(見12.4)。方框“其他值”是指諸如p、T、密度或其他一些參數(shù)?！皹O值”指刻度末端的指示值。附錄H給出了實(shí)例。9賦值方法9.1固定賦值如果能夠滿足發(fā)熱量和體積測量點(diǎn)之間的氣體流動方向不變，且在能量測定周期中氣質(zhì)變化以及發(fā)熱量測定點(diǎn)與流量測定點(diǎn)之間的輸送時(shí)間變化均(合理地)甚小(見10.4和圖B.1)，并可以用第11章所述來檢查能量測定是否滿足要求的準(zhǔn)確度等條件，通常在一段簡單的、分開的管網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行能量測定周期中，計(jì)費(fèi)區(qū)內(nèi)發(fā)熱量可采用固定賦值。一般情況下，下述兩個(gè)方法是可能應(yīng)用的。9.1.1測量發(fā)熱量的固定賦值在發(fā)熱量測量站測定發(fā)熱量。所測數(shù)據(jù)表明氣質(zhì)變化非常小(參見圖B.1)。因而上游所測發(fā)熱量的平均值賦值給選定的所有后續(xù)界面是合理的。由單個(gè)發(fā)熱量測定站賦值的方法可表示如下。圖12舉例說明了單一氣源向某管道的眾多界面供氣，由氣體輸送商或區(qū)域分銷商在管道入口點(diǎn)測定氣體發(fā)熱量Hs。賦值給所有界面的發(fā)熱量為在入口點(diǎn)測定的發(fā)熱量，并且不對反映氣體輸至不同界面所用的不同時(shí)間進(jìn)行修正。由兩個(gè)或多個(gè)發(fā)熱量測定站的賦值方法表示如下。圖13舉例說明了氣體輸送商有可能將兩股不同的氣體輸入管道的系統(tǒng)。在管道入口的上游點(diǎn)測定每股氣體的發(fā)熱量Hs1和Hs2，入口點(diǎn)下游不進(jìn)行發(fā)熱量測定。氣體輸送商以能夠保證一直從一個(gè)氣源穩(wěn)定供氣、在同一時(shí)間段內(nèi)不會同時(shí)供應(yīng)不同質(zhì)量Hs1和Hs2的氣體、已記錄下不同質(zhì)量的氣體的供氣周期，以及賦值時(shí)可將發(fā)熱量Hs1或Hs2用于相應(yīng)的同一供氣周期段的后續(xù)界面等各項(xiàng)為基礎(chǔ)，從一個(gè)或幾個(gè)發(fā)熱量測定點(diǎn)中選擇使用固定賦值的點(diǎn)。9.1.2公告發(fā)熱量的固定賦值假定發(fā)熱量在整個(gè)能量測定周期中是合理的恒定值。在發(fā)熱量測量站測定的發(fā)熱量是用于核查的目的。獲得的值證實(shí)氣質(zhì)變化很小(參見圖B.1)。因此，公告該發(fā)熱量并將其值賦給所有后續(xù)界面是合理的。示例：本地分銷商有一輸氣管網(wǎng)，為居民、商業(yè)和小型工業(yè)用戶供氣。該輸氣管網(wǎng)有兩個(gè)入口點(diǎn)，由單條管道來的氣體在該處進(jìn)入系統(tǒng)。除去在冬季用氣高峰時(shí)段外，通過管道的氣體發(fā)熱量僅有很小的波動(最高為1%)。本地分銷商決定對輸氣管網(wǎng)上的所有界面使用固定賦值的公告發(fā)熱量；后者在某一時(shí)間周期內(nèi)以下列條件為基礎(chǔ)進(jìn)行公告：a)向用戶所供氣體的平均發(fā)熱量等于或高于公告發(fā)熱量(約0.1MJ/m3)；b)用公告期間每天氣體的最低發(fā)熱量的平均值來計(jì)算向用戶所供氣體的平均發(fā)熱量；c)每天測定進(jìn)入管網(wǎng)的所有氣體的發(fā)熱量；d)如果測定的任何時(shí)間段的發(fā)熱量低于公告數(shù)據(jù)，本地分銷商將在后續(xù)時(shí)間段修訂公告值，以便使測定值等于或高于這兩個(gè)時(shí)間段的平均發(fā)熱量公告值。9.2可變賦值特別是在開放的輸氣管網(wǎng)中，界面處的氣質(zhì)可能會有顯著改變(參見圖B.3)；這種情況下固定賦值的條件下再適用，因此應(yīng)使賦值或計(jì)算方法適合于隨時(shí)間變化的條件。合格的賦值方法的選擇將根據(jù)輸入站氣體量的變化以及后續(xù)界面處外輸結(jié)構(gòu)的變化而改變。因此，應(yīng)采用精心編制的發(fā)熱量可變賦值程序。9.2.1和9.2.2分別描述了兩種不同的情況。9.2.1在具有零位浮點(diǎn)的兩個(gè)或多個(gè)不同的輸氣站輸入示例：如圖14所示，在一個(gè)能量測定周期(參見圖B.3)內(nèi)，有不同數(shù)量和質(zhì)量的氣體通過界面1和2(輸入站)。定義的零位浮點(diǎn)可位于兩界面之間(例如兩相鄰界面之間或一個(gè)輸入站及其相鄰界面之間)。根據(jù)界面4至7的外輸結(jié)構(gòu)，發(fā)熱量為Hs1的氣體可能供給界面4和5，而發(fā)熱量為Hs2的氣體可能供給界面7。從界面1和2開的混合氣可能通過界面6。因此，發(fā)熱量Hs1可賦值給界面4和5，發(fā)熱量Hs2可賦值給界面7。對于界面6，有代表性的發(fā)熱量或者在該界面測定，或者通過考慮來自界面1的Q1和界面2的Q2的部分氣體和可利用的發(fā)熱量Hs1和Hs2，用流量或算術(shù)加權(quán)平均方法確定(見10.2.2)。主管道中的零流量可位于界面4至7或在這些界面之間。在此周期內(nèi)，定義的零位浮點(diǎn)在管網(wǎng)中有固定的位置，發(fā)熱量可根據(jù)氣體流過輸入站到各有關(guān)界面的情況來進(jìn)行賦值。9.2.2在氣體混合流動的兩個(gè)或多個(gè)不同的輸氣站輸入示例：如圖15所示，在整個(gè)能量測定周期中都要測量在界面1的氣體量Q1的發(fā)熱量Hs1和在界面2的氣體量Q2的發(fā)熱量Hs2。兩個(gè)發(fā)熱量總是彼此不同，且在整個(gè)能量測定周期中還有可能改變。根據(jù)該已知條件，在將發(fā)熱量賦值給界面4～7的應(yīng)用中，會在界面4處形成與圖B.3類似的發(fā)熱量圖形。在能量測定周期中，對于氣體量Q4至Q7而言，應(yīng)在閥1和閥2后面的混合點(diǎn)計(jì)算加權(quán)平均發(fā)熱量，并結(jié)合考慮發(fā)熱量為Hs1和Hs2的氣體從測量站至混合點(diǎn)的輸送時(shí)間。9.3確定代表性發(fā)熱量確定的代表性發(fā)熱量的準(zhǔn)確度取決于數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確度以及輸氣管網(wǎng)的布局。為了確定混合點(diǎn)的代表性發(fā)熱量，可用氣體及其質(zhì)量參數(shù)計(jì)算。為了獲得代表性發(fā)熱量，還應(yīng)考慮氣體從輸入站到混合點(diǎn)及后續(xù)界面的輸送時(shí)間。在能量測定周期中，除了固定賦值外，9.3.1、9.3.2和9.3.3給出的方法都可用于確定每個(gè)界面的代表性發(fā)熱量。9.3.1算術(shù)平均發(fā)熱量能量測定周期中入口點(diǎn)界面處的算術(shù)平均發(fā)熱量的計(jì)算方法是：此處的單個(gè)發(fā)熱量測定值之和除以發(fā)熱量的個(gè)數(shù)(見10.2.1)。9