趙國(guó)洪(中國(guó)石油天然氣股份有限公司天然氣銷售河北分公司，河北 唐山 063000)

0 引言

目前，我國(guó)采用的天然氣常見(jiàn)計(jì)量方式主要是體積計(jì)量和質(zhì)量計(jì)量?jī)煞N方式。

體積計(jì)量有渦輪流量計(jì)、孔板流量計(jì)以及超聲波流量計(jì)3種方式。渦輪流量計(jì)是油氣行業(yè)常見(jiàn)的設(shè)備，屬于速度式流體儀表，具有較高的精度和可靠性，使用便捷，維修方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是也存在一定缺陷，渦輪位置易摩擦，使用中要注重潤(rùn)滑處理，注意對(duì)渦輪葉片的保護(hù)。如果管道流速超過(guò)10 m/s，流量計(jì)可能出現(xiàn)氣蝕問(wèn)題。

孔板流量計(jì)具有較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史，主要通過(guò)記錄管道的壓差來(lái)進(jìn)行計(jì)量，成本低廉，具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性。但在計(jì)量中，對(duì)加工孔板提出較高要求，需要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范安裝，若安裝不規(guī)范極有可能產(chǎn)生誤差?？装逡坏澢蛘咂x，也會(huì)影響到計(jì)量進(jìn)度。在安裝孔板上需要技術(shù)人員嚴(yán)格按照規(guī)范，注意細(xì)節(jié)安裝。如加工孔板沒(méi)有對(duì)內(nèi)控密封，沒(méi)有結(jié)合環(huán)室尺寸，墊片超過(guò)環(huán)室范圍，會(huì)影響到天然氣流動(dòng)，從而干擾計(jì)量造成計(jì)量不準(zhǔn)確[1]。目前孔板流量計(jì)已經(jīng)被逐步取代。

質(zhì)量計(jì)量主要使用熱式質(zhì)量流量計(jì)、科式質(zhì)量流量計(jì)以及差壓式質(zhì)量流量計(jì)。其中科式質(zhì)量流量計(jì)作為主要設(shè)備，能夠直接測(cè)量天然氣的質(zhì)量，測(cè)量的精度更高，范圍更廣，具有更高的穩(wěn)定性。

1 天然氣能量計(jì)量方法

1.1 計(jì)量原理

天然氣能量計(jì)量是根據(jù)發(fā)熱量作為計(jì)量單位的方式，基于體積計(jì)量測(cè)量發(fā)熱量，共同計(jì)算體積以及單位體積發(fā)熱量，獲得天然氣管道總能量。測(cè)量熱值包括間接和直接兩種測(cè)定方法。直接測(cè)定是燃燒天然氣獲得的直接發(fā)熱量；間接測(cè)定是計(jì)算天然氣組分獲得熱值，需要借助于色譜儀進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用中，直接法計(jì)量受到較多條件限制，技術(shù)不成熟，計(jì)量過(guò)程復(fù)雜。目前大型計(jì)量站主要使用間接測(cè)定方法，使用色譜儀設(shè)定天然氣熱值，小型計(jì)量站則使用離線色譜儀測(cè)定熱值，選擇賦值方法進(jìn)行發(fā)熱量的計(jì)算。

1.2 應(yīng)用案例

在某地管道天然氣組分如表1所示。

表1 天然氣各組分體積分?jǐn)?shù)和壓縮因子

假設(shè)在均勻條件下燃燒，那么各組分體積分?jǐn)?shù)和量分?jǐn)?shù)可以表示為：

式中：xn為各組分兩分?jǐn)?shù)；zn(t，p)為在p壓力和t溫度下各組分壓縮分子；φ為各組分體積分?jǐn)?shù)。

天然氣熱值可以通過(guò)下式計(jì)算：

式中：H0[t,V(t1,p1)]為各組分熱值；xn為各組分兩分?jǐn)?shù)，根據(jù)天然氣熱值計(jì)算，可以得到該管道天然氣熱值為34.60～ 38.35 MJ/m3。

現(xiàn)階段我國(guó)天然氣基準(zhǔn)熱值主要有3個(gè)方案，分別為：(1)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一類氣熱值≥36 MJ/m3；(2)計(jì)算全國(guó)天然氣平均熱值；(3)計(jì)算各省天然氣平均熱值。初期按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考熱值，后期采取動(dòng)態(tài)化調(diào)整方式，適時(shí)調(diào)整，從而有利于對(duì)基準(zhǔn)熱值的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

目前，我國(guó)已經(jīng)構(gòu)建多元化天然氣供應(yīng)格局，氣源不同可能造成熱值差異較大。在天然氣資源供應(yīng)中，除了常規(guī)海洋氣和常規(guī)氣外，進(jìn)口管道氣和煤制氣等也逐漸增加[2]。且不同地區(qū)發(fā)熱值差距較大，不管是混合運(yùn)輸還是單獨(dú)運(yùn)輸銷售，體積和質(zhì)量的計(jì)價(jià)方式都難以保證市場(chǎng)公正。我國(guó)正在積極建設(shè)天然氣交易中心，推動(dòng)市場(chǎng)化發(fā)展，若價(jià)格計(jì)量不合理將影響交易公平性，并不利于交易中心建設(shè)，也難以推動(dòng)國(guó)際化發(fā)展。因此將天然氣計(jì)量方式轉(zhuǎn)換為能量計(jì)價(jià)方式迫在眉睫，需要積極推動(dòng)能量計(jì)量、計(jì)價(jià)方法，提高市場(chǎng)價(jià)格的公平公正，積極推動(dòng)天然氣市場(chǎng)的國(guó)際化發(fā)展。

2 天然氣的能量計(jì)價(jià)方法

2.1 體積和能量計(jì)價(jià)轉(zhuǎn)換

能量計(jì)量方法的選擇面臨著體積計(jì)價(jià)向能量計(jì)價(jià)轉(zhuǎn)換，從現(xiàn)行元/m3轉(zhuǎn)變?yōu)樵?J。計(jì)價(jià)方法直接關(guān)系到天然氣供應(yīng)企業(yè)的利潤(rùn)，為了保證天然氣計(jì)價(jià)改革平穩(wěn)過(guò)渡，要在合理前提下進(jìn)行價(jià)格轉(zhuǎn)換，保證天然氣價(jià)格水平穩(wěn)定。最簡(jiǎn)單的方法是體積價(jià)格和能量進(jìn)行換算，公式為：

式中：Pe為能量?jī)r(jià)格；Pv為體積價(jià)格；Hg為天然氣發(fā)熱量。

由于我國(guó)不同油氣田生產(chǎn)的氣源熱量不同，也受到管道運(yùn)輸?shù)挠绊懀茈y統(tǒng)一價(jià)格，計(jì)算出我國(guó)平均發(fā)熱量。因此根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定天然氣熱量最低下限(31.4 MJ/m3)，但一般我國(guó)天然氣發(fā)熱量較36 MJ/m3高。價(jià)格轉(zhuǎn)換影響價(jià)格變動(dòng)，很難達(dá)到統(tǒng)一價(jià)格的目的。

根據(jù)天然氣市場(chǎng)定價(jià)方法進(jìn)行計(jì)算，需要參照天然氣、燃料油以及液化石油氣的熱值，實(shí)際定價(jià)中天然氣發(fā)熱量為37 MJ/m3。事實(shí)上體積價(jià)格轉(zhuǎn)換為能量?jī)r(jià)格，應(yīng)當(dāng)按照高位發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算，保證價(jià)格變化穩(wěn)定。如河北居民天然氣價(jià)格，一檔氣為2.6元/m3，進(jìn)行能量?jī)r(jià)格轉(zhuǎn)換后，價(jià)格為0.07元/MJ。

2.2 管道運(yùn)輸計(jì)價(jià)

對(duì)商品天然氣能量計(jì)價(jià)結(jié)算后，需要考慮管道運(yùn)輸價(jià)格是否需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。能量計(jì)價(jià)可以解決不同地區(qū)天然氣發(fā)熱量不同的差異，從而保證天然氣市場(chǎng)價(jià)格的公平性，那么管道運(yùn)輸價(jià)格和天然氣商品采取兩種計(jì)價(jià)方法，很難進(jìn)行市場(chǎng)化發(fā)展。尤其是管道計(jì)價(jià)有第三方介入后，需要混合運(yùn)輸天然氣，難以保證市場(chǎng)價(jià)格的公平公正。如果管道運(yùn)輸保持體積計(jì)價(jià)，將造成結(jié)算和交接困難，易引發(fā)商業(yè)糾紛。如今天然氣管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)逐漸深入改革，運(yùn)輸價(jià)格和銷售價(jià)格分離，必然要進(jìn)入單獨(dú)結(jié)算，因此需要統(tǒng)一管道運(yùn)輸計(jì)價(jià)。將管道運(yùn)輸價(jià)格改變?yōu)槟芰坑?jì)價(jià)，如河北公司現(xiàn)行天然氣運(yùn)輸價(jià)格為0.19元/m3，通過(guò)能量計(jì)價(jià)價(jià)格為4.12元/GJ。

2.3 配套基礎(chǔ)

我國(guó)不同區(qū)域天然氣熱值差距較大，選擇能量計(jì)價(jià)方式更有利于推動(dòng)天然氣市場(chǎng)的公平公正。為保證能量計(jì)價(jià)的大范圍運(yùn)行，必須要保證充分的配套基礎(chǔ)，需要掌握天然氣的熱值水平，保證天然氣熱值穩(wěn)定在固定范圍內(nèi)，制定可行的措施，保證天然氣熱值穩(wěn)定[3]。為保證能量計(jì)價(jià)的實(shí)施，需要保證多氣源混合站、A級(jí)站以及長(zhǎng)輸管線使用在線氣相色譜分析儀等在線設(shè)備測(cè)定熱值。定期取樣進(jìn)行發(fā)熱值測(cè)定。政府部門要聯(lián)合媒體平臺(tái)，對(duì)管網(wǎng)天然氣熱值進(jìn)行監(jiān)管，匯報(bào)測(cè)量結(jié)果。天然氣公司也要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)平臺(tái)，面向公眾提供數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)天然氣信息的數(shù)據(jù)共享，能夠給天然氣能量計(jì)量奠定基礎(chǔ)。

2.4 積極推動(dòng)能量計(jì)價(jià)試點(diǎn)

在各個(gè)城市建立天然氣能量計(jì)價(jià)的示范站，同步實(shí)施體積計(jì)價(jià)和能量計(jì)價(jià)，總結(jié)轉(zhuǎn)換和管理經(jīng)驗(yàn)，不斷完善計(jì)價(jià)方法。首先需要選擇合適的試點(diǎn)區(qū)域，如河北石家莊、滄州等地設(shè)置試點(diǎn)，逐漸由點(diǎn)及面，向全市推廣。其次試點(diǎn)試運(yùn)行可以劃分為兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一為模擬能量計(jì)價(jià)，根據(jù)體積計(jì)價(jià)進(jìn)行結(jié)算，測(cè)算結(jié)算金額以及能量?jī)r(jià)格，實(shí)際結(jié)算價(jià)格按照能量計(jì)價(jià)可能會(huì)出現(xiàn)購(gòu)銷合同、數(shù)據(jù)變更等情況，需要由專業(yè)人員跟進(jìn)，保證能量結(jié)算的順利進(jìn)行?？扇匀皇褂皿w積計(jì)價(jià)，根據(jù)能量計(jì)價(jià)方法確定結(jié)算金額。雙方都需要跟蹤天然氣相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)兩種計(jì)價(jià)方式進(jìn)行分析，考慮大范圍推廣應(yīng)當(dāng)進(jìn)行哪些整改。第二按照實(shí)際能量計(jì)價(jià)，雙方在第一階段總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)商討形成共識(shí)，在自愿原則下實(shí)施能量計(jì)價(jià)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前我國(guó)天然氣常見(jiàn)計(jì)量方式主要包括體積計(jì)量、質(zhì)量計(jì)量以及能量計(jì)量，但由于質(zhì)量計(jì)量和體積計(jì)量存在較大計(jì)量誤差，我國(guó)正積極推廣使用天然氣能量計(jì)量計(jì)價(jià)方法，通過(guò)體積和能量計(jì)價(jià)轉(zhuǎn)換，并推動(dòng)管道運(yùn)輸計(jì)價(jià)改革，逐漸用能量計(jì)價(jià)取代體積計(jì)價(jià)，為天然氣市場(chǎng)的規(guī)范性和公平性奠定技術(shù)基礎(chǔ)。