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天然气贸易计量,何以精准?

日期:2021-06-01    来源:国家管网西气东输  作者:梁国华

国际燃气网

2021
06/01
08:02
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关键词: 天然气计量站 压气站 西气东输

中国天然气消费量巨大,每天有近5.2亿立方米天然气通过国家天然气骨干管网运往全国各地、四面八方。

在国脉枢纽——中卫联络压气站,经过精确计量后,每天有近2亿立方米天然气输往华北、中原、华中、华南,确保下游5亿人沐浴取暖、烧水煮饭。

在南粤明珠——大铲岛分输压气站,经过精确计量后,每天有450万立方米天然气分输到东方之珠——香港,才能让电厂正常运转、楼宇灯火通明。

作为国家天然气骨干管网,涉及不同主体的托运商众多、交易量规模巨大,为充分保障各方利益,必须对管道中的天然气实施精确计量。可是,如何对管道内的天然气进行计量?又如何保证计量的精准可靠呢?

01计量检定

在天然气产业中,通常将标准工况下的天然气体积作为测量对象。因此,流量计便成为重要的计量工具。在家用场合,电磁流量计就能满足使用需求;在小口径管道中,则通常采用涡轮流量计;而大口径、大流量天然气长输管道,则是超声波流量计的主场。

但是,作为测量仪表,在长时间运行过程中,由于管道内油污的附着、电子元器件的老化等因素,流量计不可避免地会出现测量偏差。

为维护贸易双方的利益,国家法律规定:天然气贸易交接流量计必须定期检定。从而保证流量计测量准确性,始终在规定的范围内。

在尽量贴近流量计现场使用条件下,利用天然气进行实流检定,是保证检定结果准确可靠的最有效方法和途径。

02从无到有

实流检定需要使等量天然气依次通过标准流量计和被检流量计得出误差值,判定检定结果后对流量计进行修正并验证效果,从而完成流量计的检定。但是要实现实流检定就必须建立配套完备的专业天然气流量计量站。

西气东输一线管道投运时,国内只有国家石油天然气大流量计量站成都分站唯一一座天然气大流量计量站,且只具备中低压实流检定,无法满足高压大流量天然气流量计检定需求。国内高压大流量天然气流量计只能送国外天然气计量站检定,费用成本高、检定周期长,严重制约天然气长输管道的发展。

在原国家质检总局的指导下,西气东输主动承接国家战略,开展高压天然气大流量计量站建设攻关,通过对选址方案、取气排气方案、量值溯源和传递方案、计量标准、流量压力调节等核心问题以及管件、管容和管道、设备布置等细节的分析研判和精准实施,投资2.8亿元,历经近2年的建设施工,在西气东输一线龙潭分输站旁,建成投运我国第一座高压天然气大流量专业计量站——国家石油天然气大流量计量站南京分站。

南京分站的建立,实现了我国高压天然气大流量计量站从无到有的跨越,结束了我国高压大口径天然气流量计定期送国外检定的历史。

03形成规模

南京分站是国家石油天然气大流量计量站的第二座分站,是国家市场监管总局授权的国家法定计量检定机构,与西气东输公司南京计量研究中心合署办公,建立了完整的天然气流量量值传递体系,可在4.5-9.6MPa压力条件,8-12000m3/h流量范围对各类天然气流量计进行实流检定。

流量计实流检定需要安全规范的流量计拆卸和安装、平稳的工艺流程条件、细致地测量数据采集、计算与判断。

一台流量计的实流检定一般需要近3个小时的时间,是一项费时费力的细致工作。随着西气东输二线、三线、中亚、中缅、中俄等管道的建设及投用高压大口径流量计检定需求日益增长,即使不断优化检定任务安排、不断提升设备工作效能仍无法满足全国天然气流量计的检定需求,南京分站早已不堪重负。

于是,国家石油天然气大流量计量站广州分站(国家管网西气东输)、武汉分站(国家管网西气东输)、武汉检定点(国家管网西气东输)、乌鲁木齐分站(国家管网西部管道)、北京分站(国家管网北京管道)、塔里木分站(中石油)、榆林分站(中石油)、东营分站(中石化)、重庆分站(重庆市计量院)9座天然气计量站(点)相继建成投产,天然气流量计实流检定压力得到有效缓解。

其中,广州分站与武汉计量检定点均由西气东输南京计量研究中心负责管理,武汉分站由西气东输武汉计量研究中心负责管理。

04原级标准

如同,秦始皇统一度量衡,各站点计量标准的量值统一,对于保证天然气贸易公平公正、秩序良好至关重要。在国际单位制迈入量子化时代前,国际千克原器是质量计量领域的国际基准(最高标准)。而天然气流量原级标准就是天然气流量计量领域的最高标准。

目前国内共建有3套天然气流量原级标准,其中高压天然气流量原级标准仅有2套分别是南京分站的mt法原级标准(2012年建标),武汉分站的HPPP法原级标准(2016年建标)。

mt法采用的是质量-时间法测量原理,通过准确测量一段时间内装置采集的天然气的质量变化,经过换算得到体积流量,具有溯源链稳定、应用广泛的特点。

HPPP法采用的是标准容积法测量原理,通过准确测量标准体积管内活塞的运动时间,计算得到天然气的体积流量,具有溯源链短、高效准确的特点。

原级标准的技术指标直接反映了计量站的技术水平。武汉分站HPPP法原级标准“出道即巅峰”,2017年建标投运时其测量不确定度即达到了0.07%的高度。南京分站以“抢占技术制高点、争夺专业话语权”为目标,组织技术力量开展科技攻关,成功实现了mt法原级标准测量不确定度由0.1%到0.05%的跨越,从“追赶者”成为“领跑者”。

05一键检定

西气东输计量人,以科技创新推动转型发展,持续加速数字化、智能化建设,历经13轮优化迭代和验证测试,6次综合调试完成了数字孪生智能检定平台建设,成功实现一键检定,同时为满足国家天然气能量计量需求,已完成温度、压力、气质分析实验室建标,实现了天然气能量计量全要素量值溯源与传递体系建设。

西气东输公司南京、武汉计量研究中心树牢市场服务理念,上线智能检定管理平台,实现流量计检定业务信息化、智能化,开展“733”服务(7天完成合同签订,3天完成检定,3天完成证书出具)建设行动为客户提供便捷、优质服务,带给客户惊喜体验。

06展望未来

当前,集团公司正积极推进贵阳分站和沈阳分站的建设投运,届时国家管网将形成以南京分站和武汉分站天然气流量原级标准为量值传递体系源头由8座国家石油天然气大流量计量站点组成的计量站矩阵确保国家天然气骨干管网的精准计量需要进一步发挥“X+1+X”油气市场体系中“1”的作用更好践行“服务国家战略、服务人民需要、服务行业发展”的企业宗旨。

在西气东输公司党委的坚强领导下,南京、武汉计量研究中心将以“安全生产+科技创新”为双轮驱动,加快实施科技数字化战略,赋能业务、赋智管理,打造天然气计量技术服务大平台,推动天然气计量事业高质量跨越式发展,矢志成为集团公司建设中国特色世界一流能源基础设施运营商的计量先行军。


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