天然气能量计量计算方法探讨

天然气计量方法及其分析天然气计量是指对天然气进行测量、计量，并确定其质量、体积和能量等参数的过程。

天然气计量方法主要包括物理计量方法和化学计量方法。

物理计量方法主要通过测量天然气的压力、温度和体积等参数来确定其质量和能量。

化学计量方法则是通过对天然气中特定组分的浓度进行分析，进而确定其质量和能量。

以下将详细介绍天然气计量方法及其分析。

物理计量方法：1.压力计量法：利用压力变化来测量天然气的体积。

常用的方法包括差压式计量、活塞式计量和膜片式计量等。

-差压式计量方法：通过测量天然气进出口的压力差，配合标定的流量压降关系曲线，计算出天然气的实际体积。

-活塞式计量方法：利用活塞在容器内前后移动的体积变化来计量天然气。

-膜片式计量方法：利用天然气压力的波动使膜片发生位移，通过对位移量的测量来计算天然气体积。

2.温度计量法：通过测量天然气的温度，结合物理性质的变化规律，计算天然气的体积。

常用的方法包括恒温法和恒压法。

-恒温法：将天然气保持在恒定的温度下，测量其体积，然后根据恒定温度下的体积-温度关系曲线，计算出天然气的实际体积。

-恒压法：将天然气保持在恒定的压力下，测量其体积，然后根据恒定压力下的体积-温度关系曲线，计算出天然气的实际体积。

化学计量方法：1.红外光谱分析法：利用天然气中特定成分对红外光的吸收特性，通过测量红外光谱中特定峰位的吸光度，计算出天然气中该成分的浓度。

2.质谱分析法：将天然气样品通过电离、加速和分离等过程，使天然气中的各种组分在质谱仪中形成特定的质谱峰，通过测量质谱峰的强度，计算出天然气中各组分的浓度。

3.气相色谱分析法：利用天然气中各组分在气相色谱柱中的分布系数和保留时间的差异，通过测量色谱图中峰的面积或峰的高度，计算出天然气中各组分的浓度。

综上所述，天然气计量可以通过物理计量方法和化学计量方法进行。

物理计量方法主要通过测量压力、温度和体积等参数来确定天然气的质量和能量；化学计量方法则是通过分析天然气中特定组分的浓度来计算天然气的质量和能量。

谈天然气能量实时自动计量众所周知天然气的使用价值并不体现在其体积计量方面，而是体现在天然气的能量计量上面。

能量计量在一定程度上也很好的体现出了质量优、价格优的贸易原则。

能量计量这种方式的理论基础在于天然气本身所具有的燃烧焓，其贸易计量的方式是绝对公平和合理的。

我们通过合理运用在线形式的检测技术，充分运用能量计量软件有机的将在线检测和流量计量整合到一起，由此终于实现了对于天然气能量的实时自动计量操作和远程的数据监控操作。

企业在运用这种计量方式之后均获得了很好的经济回报和社会认可。

标签：中原油田；天然气；能量计量；实时1天然气能量的测量方法对于燃烧天然气并测量其能量值的方法主要有两种，一种是直接燃烧法，直接根据天然气燃烧过程中所产生的热量，用热量计直接检测即得。

另一种方法就是组成计算法，用气相色谱仪进行组成分析，算出天然气燃烧所产生的发热量，这类方法特别适用于当时当地所展开的能量实时计量状况[1]。

上述两种方法所测得的数据很有必要对其一致性进行检验。

直接燃烧法所测得的热量数据虽然不能在线连续性测定，但这类方法所得到的测量数据更贴近实际情况，这类数据的真实度更高，更有说服性。

现将气体处理厂净化后的干气、外部销售的商品气、油田里的伴生气送往权威性较高的第三方机构，通过直接燃烧法进行燃烧，在进行能量的测定。

将直接燃烧法所测得的数据与组成计算法所分析得到的数据进行对比。

我们得出了以下的一些结果。

第一，当数据分析的对象气体性质不同但计量的所有条件都相同，或者数据分析的对象气体性质相同但计量的条件有所变化时，天然气高位发热量存在着较为明显的差别。

在上述三种气体当中，油田里的伴生气在单位体积内产生的发热量是最高的，而气体处理厂经过净化后得到的干气，其单位体积所产生的热量是最低的。

第二，通过直接燃烧法和组成计算法两种方法数据结果的对比分析，其结果基本上能够保持一致性，其高位发热量测量结果的相对误差较小。

由此我们知道组成计算法对于现场的测量也可以起到相同的作用。

关于天然气能量计量应用的探讨研究发布时间：2023-01-15T14:52:43.937Z 来源：《科技新时代》2022年16期作者：张业栋刘玉莹[导读] 随着我国能源结构转型与低碳发展战略的持续推进张业栋刘玉莹国家管网集团山东运维中心德州作业区山东德州253000摘要：随着我国能源结构转型与低碳发展战略的持续推进，天然气消费量持续快速增长，出于提高天然气气源供应的可靠性、拓展气源采购范围的考虑，天然气管网呈现多气源供应的局面，同时根据发改委发布的《油气管网设施公平开放监管办法》要求天然气使用能量计量方式，本文以三气源的一条山东运维中心干线天然气管道为实例，探讨天然气能量计量方式，研究实现兼顾和维护天然气消费者与生产者双方的利益的途径。

关键词：输气管网；天然气；热值计量；输差我国传统的天然气计量方式以体积计量为主，而在欧美等发达国家，天然气能量计量方式是普遍使用的，已经有近30年的历史。

近年来随着我国能源结构向低碳转型的不断推进，天然气在我国一次能源消费结构中将占据愈发重要的地位[1]，全国天然气标准化技术委员会于2003年成立了“天然气能量测定标准化技术工作组”，在跟踪研究 ISO 15112 标准的制定、研究欧美天然气能量计量相关标准的基础上，结合我国实际，制定了国家标准《天然气能量的测定》（GB/T 22723-2008）。

本文以运行实际运行经验出发，以三气源的一条山东运维中心干线天然气管道（以下简称天然气管道）为实例，探讨天然气能量计量方式，研究实现兼顾和维护天然气消费者与生产者双方的利益的途径。

1天然气管道现状1.1气源气质概况天然气管道目前主要采用陆上天然气资源、海外LNG资源。

表1为三处气源地气质每季度抽样监测结果，表2为三处气源地2022年9月1日至9月05日在线组分监测结果。

2 天然气能量计算方法2.1能量间接计算方法能量间接计算方法，既由天然气的体积流量和体积发热量的乘积计算获得天然气的能量，天然气贸易交接计量的方式有能量计量和体积计量之分，能量计量是建立在体积计量的基础上，计算公式如下从上表可以看出各种变化量很小，能量计量的单位为MJ且为整数，故采用两个版本计算结果是一致的。

(2)热式质量流量计。

此流量计工作原理是加热介质后温度场会随之变化，且介质升温需要能量与介质流量存在函数关系。

在流经介质的管段中设置电热装置2个，以控制介质温度与管道温度差值保持不变。

当增加介质流速后，冷却效应也随之增加，电热装置温度控制的恒定电流也增大，这时介质质量流量与热传递为正比，介质质量流量与电流存在对应函数关系。

流量计具有应用环境广泛、性能可靠、误差小等优点，多用于化工厂、钢铁厂等场所。

(3)差压式质量流量计。

是基于马格努斯效应，通过流过接力路装置中介质所产生的压差对流量进行测量。

常见差压式质量流量计是双孔板结构，管路上设置相同两个孔板，分流管路上则设置流量相反且固定的定量泵两个，分别在两个孔板出入口设置压差计。

2 天然气计量误差分析2.1 计量仪表在天然气计量中，主要应用孔板流量计进行计量，在实际应用中，此种流量计对加工孔板要求较高，需严格遵循技术标准要求实施，否则会产生严重误差，孔板一旦出现弯曲或偏离情况，则会影响计量精度。

一方面是在孔板安装中，要求人员熟练掌握安装规范，但却又部分人员仅凭借自身经验，忽视安装细节，如在加工孔板密封垫片内孔时，未能结合环室尺寸加工，垫片超过环室范围，对于剂量计中气流流动造成了干扰。

并且，设置导压管走向不合理，也会造成气压无法在流量计内部正常传到，平衡器无法保持水平，造成计量误差。

另一方面则是节流装置问题，其内部存在焊缝、垫片等突出物，造成计量误差。

具体误差大小与突出物长度、位置等均有练习，孔板上游2被部位产生突出物，此时误差最大，而孔板下游突出物则计量误差较小。

2.2 使用条件计量仪器通常情况下，使用时将会受到多方面因素影响。

如，环境条件产生变化，会造成剂量计误差。

在运输天然气过程中，气体压力如若产生突然变化，或流速变化较大，则会造成压差波动，进而产生脉动流，计量时一旦装置中存在明显脉动流，则会进一步增加计量误差。

根据调查表明，天然气计量中受脉动流影响，其误差在20%～30%范围内。

天然气能量计量技术规范实验报告
实验目的：通过天然气能量计量技术规范实验，掌握天然气能量计量技术规范的实施要点和方法。

实验设备及药品：电子秤、涡街流量计、差压变送器、温度传感器、压力传感器、天然气。

实验原理：天然气能量计量技术主要包括流量测量、压力测量和温度测量三个方面。

流量测量通过涡街流量计进行，通过测量天然气流过的时间和涡街流量计的读数来计算流量。

压力测量通过差压变送器进行，通过测量差压变送器的输出电压和标定常数来计算压力。

温度测量通过温度传感器进行，通过测量温度传感器的电阻和转换公式计算温度。

根据流量、压力和温度来计算天然气的能量。

实验步骤：
1. 将涡街流量计安装在天然气管道上，并进行标定和调试。

2. 将差压变送器和温度传感器安装在天然气管道上，并进行标定和调试。

3. 打开天然气开关，使天然气通过管道流过。

4. 启动涡街流量计、差压变送器和温度传感器，并记录其读数。

5. 根据涡街流量计的读数计算流量；根据差压变送器的输出电压计算压力；根据温度传感器的电阻计算温度。

6. 根据流量、压力和温度来计算天然气的能量。

实验结果：根据实验步骤所得的流量、压力、温度和能量的计算结果。

实验结论：通过天然气能量计量技术规范实验，我们成功地掌握了天然气能量计量技术的实施要点和方法，并得到了天然气的能量计算结果。

中国天然气能量计量探讨中国是世界上最大的能源消费国之一，其中天然气在能源结构中占据重要地位。

天然气作为一种清洁、高效的能源形式，对推动经济发展和改善环境质量起到了重要作用。

然而，在天然气能量计量方面，仍存在一些问题和挑战。

本文将探讨中国天然气能量计量的现状、问题以及未来发展趋势，并提出相应的建议。

一、现状分析天然气能量计量在我国的发展相对滞后。

目前，大部分天然气供应商和使用者采用的是体积计量法，即使用立方米或升作为计量单位。

然而，由于气体的压力和温度变化会对体积产生影响，这种计量方法存在一定的不准确性。

此外，国内天然气计量设备和技术水平仍有待提高。

传统的体积计量仪表精度较低，易受到温度、压力等因素影响，导致计量误差。

对于大型工业用户和城市燃气供应网络来说，计量误差带来的能源消耗和费用损失并不容忽视。

二、问题分析1. 计量方法不准确目前广泛采用的体积计量法存在一定的不准确性。

在供应商和用户之间，可能存在计量争议，导致实际能量消耗与计量结果不符。

这不仅会对能源供需平衡造成影响，也会增加供应商和用户之间的纠纷。

2. 计量设备精度低传统的计量仪表由于精度低，易受到外界环境因素的干扰。

在当前的天然气市场环境下，为了确保供应商和用户利益的公平和有效保护，推动计量设备技术的提升显得尤为重要。

3. 监管和审计不完善目前对天然气计量的监管和审计机制还不够完善，容易导致规避计量规定等行为。

这不仅妨碍了天然气市场的健康发展，也影响了能源消费的效率和公平性。

三、发展趋势与建议1. 推广能量计量法为提高计量准确性，应逐步推广能量计量法，即以焓值或热值作为计量单位。

能量计量法可以更精确地反映天然气的实际能量含量，减少计量争议的发生，并促进能源市场的透明度和公平性。

2. 提高计量设备技术水平应加大对计量技术研发的投入，推动计量设备技术的升级。

采用先进的传感器和仪表，提高计量设备的精度和可靠性，减少外界环境因素的干扰。

同时，建立健全的设备校准和检测体系，确保计量设备的准确性和稳定性。

天然气的能量计量方式浅析天然气是一种清洁、优质、高效的能源，对我国转变经济发展方式，促进节能减排具有重要意义。

目前天然气消费占我国一次能源消费的 4% 左右，并呈逐年稳步增加趋势，所以天然气的计量的科学、公平、合理就越来越重要。

天然气计量方式现在主要有两种：一是采用体积计量方式，运用各类流量测量设备计算累计流量，根据密度、压力测算标准参比条件下的体积进行结算，目前在我国主要运用体积计量结算方式；另一种是能量计量结算方式，根据分析仪器测算气体实际发热量，再与体积流量相乘的方式计算累计热量来进行结算，此种方式考虑了因各种气体发热量不同而产生的贸易结算纠纷，目前在北美、西欧、中东等地区采用该种结算方式。

1 体积计量体积计量对多气源、多类型、多路径联网供气的天然气销售具有适应性问题。

未来有多种气源（如煤层气、瓦斯气、煤制气、页岩气等）进入国内骨干管网，各种气源的热值差异较大，混合后容易引起供需双方因气质指标等关键参数波动过大的天然气交接纠纷和争议。

体积计量带来的天然气价值扭曲也是不可忽视的问题。

现行制定气价的基础是气量而不是热值，由此已经带来了天然气价值的扭曲和商业上的纠纷。

目前的计量方式已经把不同质量的天然气强行统一了价格。

这对天然气供应商（也是进口方）和中间经销商及最终用户都是不公平的。

加气机是典型的采用体积计量结算的代表。

随着车载气瓶的高速发展，天然气作为清洁并且便宜的能源受到广大车主的喜爱，CNG 车辆在国内的使用量越来越广泛，LNG 的使用也已经开始普及，国内加气机产业发展迅速。

加气机即为储气容器充装压缩天然气，并带有计量和计价等装置的专用设备，它包括了质量流量计、电子计控器、快速切断阀、加气枪等。

目前全国已有 7000 多座加气站，近 3 万台加气机。

广大车主对加气机的结算方式应该不陌生，各地价格虽有不同，但都是每立方米多少钱，看起来还算比较公平。

但在各地的质监局接到的投诉中，对加气机的投诉日见上升趋势，反应的问题大致都相同，均是计量不准，但计量部门经过实际检测也没发现计量作弊的问题，许多投诉均不了了之。