【仪表网 行业标准】JJF 1993—2022《天然气能量计量技术规范》已于2023年3月26日实施，本文阐述了JJF 1993—2022《天然气能量计量技术规范》的制定背景及制定依据，并就技术规范中的适用范围、能量计量参比条件、天然气单位体积/单位质量发热量、不确定度分析及最大允许误差等内容进行了说明解析。
1 制定背景
天然气作为清洁的低碳类化石能源，肩负着国家改革能源消费结构从污染高碳到绿色低碳过渡的使命。目前，体积计量是我国天然气贸易的主要交接方式，能量计量在体积计量的基础上，充分考虑了天然气品质影响，是国际上普遍采用的天然气贸易结算方式。随着全球经济一体化速度的加快，我国现行的天然气体积计量方式显然难以适应未来发展的要求。
鉴于天然气能量计量领域计量技术规范的缺乏，为支撑天然气能量计量的实施，中国计量科学研究院牵头成立JJF 1993—2022《天然气能量计量技术规范》起草组，多家与天然气能量计量密切相关的单位均参与了技术规范的制定。
全国能源资源计量技术委员会能源计量分技术委员会作为本技术规范的归口技术委员会，于2020年10月28日组织召开了JJF 1993—2022审定会，通过了该规范审定。该技术规范于2022年9月26日发布，自2023年3月26日起实施。
2 制定依据
JJF 1993—2022基于国家标准GB/T 18603—2014《天然气计量系统技术要求》[1]、GB/T 22723—2008《天然气能量的测定》[2]，充分考虑与现有国标的融合，重点突出天然气能量计量系统的实际需求。参照JJF 1001—2011《通用计量术语及定义技术规范》[3]，GB/T 18603—2014中MPE的划分原则，在A/B/C级基础上，增加D级。此外，参照JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[4]，根据发热量测定的3种不同方式(在线测定、离线测定及赋值)，对单位体积或单位质量发热量的不确定度进行评估。
3 内容说明
3.1适用范围
JJF 1993—2022适用于《油气管网设施公平开放监管办法》以及GB/T 18603—2014所规定的油气管网设施及天然气站贸易计量系统。参照《油气管网设施公平开放监管办法》，油气管网设施是指符合相应技术条件和规范，并按照国家及地方有关规定履行审批、核准或备案手续，且已取得合法运营资质的原油、成品油、天然气管道，液化天然气接收站，地下储气库等及其附属基础设施，不包括陆域及海域油气田生产专用集输管道、炼化企业生产作业区内的专用管道、输送非商品质量标准的油气管网设施、军工或涉密油气管网设施和城镇燃气设施。
参照GB/T 18603—2014，JJF 1993—2022适用于设计通过能力不小于100 m3/h(标准参比条件下),工作压力不低于0.1 MPa(表压)的天然气计量站贸易计量系统。
3.2能量计量参比条件
JJF 1993—2022所规定的天然气气质符合GB 17820—2018《天然气》的要求，进入天然气长输管道的气体质量符合GB/T 37124—2018《进入天然气长输管道的气体质量要求》。所使用的计量参比条件与GB/T 11062—2014《天然气 发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》保持一致[5]。参照GB/T 11062—2014，世界各国目前正在使用的参比条件范围较广，各参比条件间近似的换算系数参见GB/T 11062—2014之附录B。
我国目前使用的计量参比条件与燃烧参比条件相同，均为20 ℃、101.325 kPa。JJF 1993—2022采用能量计量时的标准参比条件为20 ℃、101.325 kPa，干基，也可以采用合同规定的其他温度和压力作为标准参比条件。
3.3天然气单位体积/单位质量发热量
JJF 1993—2022规定的天然气能量计量方法与GB/T 22723—2018保持一致。天然气单位体积或单位质量发热量参照GB/T 18603—2014，其中规定天然气的发热量采用直接或间接的测量方法获得，推荐使用组成分析数据计算的间接测量方法。对于管网系统使用在线色谱仪分析组成数据不经济时，其结算用的发热量应使用赋值计算方法获得。
直接测定法是以恒定流速流动的天然气在过量的空气中燃烧，所释放的能量被传递到热交换介质，并使其温度升高。间接测量法是：根据天然气组分含量的测定结果，计算天然气在计量参比条件下的体积发热量(单位为MJ/m3)。根据每种组分的含量和该组分纯气体发热量，计算每种组分的发热量贡献，累加在一起得到单位体积天然气的发热量；或根据天然气组分含量的测定结果，计算天然气的质量发热量(单位为MJ/kg或kW·h/kg)。
3.4天然气能量计量系统不确定度分析
JJF 1993—2022规定的天然气能量计量系统不确定度评定参照JJF 1059.1—2012开展，量值不确定度评定参照GB/T 35186—2017《天然气计量系统性能评价》[6]之附录B开展。基于发热量的不确定度和体积或质量流量的不确定度，计算得到天然气能量的不确定度。根据天然气能量的不确定度分析结果，按照Ur＜MPEV的原则，确定天然气能量计量系统的准确度等级。
3.5最大允许误差(MPE)
参照JJF 1001—2011和JJF 1094—2002 《测量仪器的特性评价》，MPEV为被检仪器示值的最大允许误差的绝对值。JJF 1993—2022中使用MPEV作为天然气能量计量结果的分级依据。参照GB/T 18603—2014中MPE的划分原则，在A/B/C级基础上，增加D级，共分为4个级别：(1)A级：MPEV为1%；(2)B级：MPEV为2%；(3)C级：MPEV为3%；(4)D级：MPEV为5%。
4 结束语
JJF 1993—2022的制定及实施，对进一步推动我国天然气贸易从体积计量到能量计量转变，建立更加科学完善的天然气能量计量体系，保证天然气能量计量的顺利实施具有重要意义。本规范可作为国家计量机构等对天然气能量计量系统的评估验收及政府部门监督检查的依据，同时也可作为石油天然气公司等用户能量计量管理的参考。
【参考文献】
[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.天然气计量系统技术要求:GB/T 18603—2014[S].北京:中国标准出版社,2014.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.天然气能量的测定:GB/T 22723—2008[S].北京:中国标准出版社,2008.
[3]国家质量监督检验检疫总局.通用计量术语及定义:JJF 1001—2011[S].北京:中国质检出版社,2011.
[4]国家质量监督检验检疫总局.测量不确定度评定与表示:JJF 1059.1—2012[S].北京:中国标准出版社,2012.
[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.天然气 发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法:GB/T 11062—2014[S].北京:中国标准出版社,2014.
[6] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.天然气计量系统性能评价:GB/T 35186—2017[S].北京:中国标准出版社,2017.
【作者简介】
李春辉(1977-)，研究员，研究方向：气体流量计量，邮箱：lich@nim.ac.cn。
来源：《中国计量》杂志2023年第4期
作者：中国计量科学研究院 李春辉 吴海 王海峰