天然气低压气密性试验（对天然气能量计量实验室用标准气混合物）

逗爷 2023-01-03 09:01:39 469

天然气低压气密性试验（对天然气能量计量实验室用标准气混合物）近年来，国内的能量计量检测实验室发表了一系列对天然气组成分析结果进行不确定度评定的学术论文；但各实验室在评定过程中使用的RGM规格却大相径庭（参见表5）。表5中所示4种RGM的扩展不确定度各不相同，且均未达到ISO10723规定的要求，故不具备应用于能量计量系统的基本条件。同时，由于论文中报导的不确定度评定数据相互间缺乏可比性，更无法参与国际比对和互认，故其实用价值有限[2]。4．国内能量计量实验室所用RGM都不符合ISO10723的规定根据化学计量基本原理：溯源性是同一性和准确性的技术归宗。据此原理，国际标准化组织天然气技术委员会（ISO/TC193）于1997年发布了国际标准“天然气分析的溯源准则”（ISO14111）；该文件提出了天然气分析溯源链的基本结构（参见表2）。从图1和表2所示的基本结构可以看出：天然气组成（气相色谱系统）分析测量结果的溯源实质上已经简化为标准气混合物（RGM

1．A级计量站在线发热量测定系统的最大允许误差（MPE）

天然气能量计量过程中，气相色谱分析系统测量结果的同一性和准确性关系到巨大的经济利益。因此，英国早在1986年就颁布了“气体法案”，规定天然气供应公司以间接法测量高位发热量的分析系统，其测量结果的误差不得超过0.1MJ/m3；并规定在分析系统安装或维修后都应按国际标准“天然气分析系统性能评价”（ISO10723）的规定对分析系统进行操作性能评价。因此，此类分析系统应采用扩展不确定度（U，k=2）≤0.25%的RGM。

同样，我国国家标准“天然气计量系统技术要求”（GB/T18603）推荐使用天然气组成分析数据计算发热量的间接法测定商品天然气发热量；并规定A级计量站在线发热量测定系统的最大允许误差（MPE）为0.5%（参见表1）。

2．国际标准“天然气分析的溯源准则”（ISO14111）的规定

根据化学计量基本原理：溯源性是同一性和准确性的技术归宗。据此原理，国际标准化组织天然气技术委员会（ISO/TC193）于1997年发布了国际标准“天然气分析的溯源准则”（ISO14111）；该文件提出了天然气分析溯源链的基本结构（参见表2）。从图1和表2所示的基本结构可以看出：天然气组成（气相色谱系统）分析测量结果的溯源实质上已经简化为标准气混合物（RGM）的溯源。

3. 溯源链第2层级的CRM应用于能量计量实验室质量控制

天然气组成分析溯源链中第2层级的CRM主要应用于能量计实验室天然气组成分析结果的质量控制，故其目标不确定度应小于0.5%。当前欧美发达国家已经按天然气分析溯源链的结构特点，研制成功了多种不同用途的高准确度RGM，并根据本国商品天然气的气质特点确定能量计量用RGM的组成及其含量变化范围。表3示出了按英国国家输气管网中天然气组成情况确定的RGM组成范围。但是，由于我国化学计量结果不确定度评定的标准化工作相对滞后，迄今未发布天然气分析溯源准则国家标准；如表4所示应用于能量计量实验室质量控制的高准确度RGM尚须依赖进口（参见表4）[1]。表4所示数据正是代表进口该RGM（2006年）时，输气管网中有代表性商品天然气组成。

4．国内能量计量实验室所用RGM都不符合ISO10723的规定

近年来，国内的能量计量检测实验室发表了一系列对天然气组成分析结果进行不确定度评定的学术论文；但各实验室在评定过程中使用的RGM规格却大相径庭（参见表5）。表5中所示4种RGM的扩展不确定度各不相同，且均未达到ISO10723规定的要求，故不具备应用于能量计量系统的基本条件。同时，由于论文中报导的不确定度评定数据相互间缺乏可比性，更无法参与国际比对和互认，故其实用价值有限[2]。

由国内外能量计量实验室使用的RGM规格比较，可归纳出以下认识：

（1）此类RGM的组成应尽可能接近被测样品气；

（2）用称量法制备的CRM级RGM的扩展不确定度（U）应≤0.25%（k=2）；

（3）不确定度评定结果宜以最大允许误差（MPE）表示；

（4）为避免大量引入很难估计其值的不确定度分量以保证测量结果质量，RGM组成中各组分的含量不允许以“平衡气”概念表示。

5．对图1所示天然气分析溯源链及RGM传递系统的认识

（1）天然气分析溯源链的基本结构是：PSM→CRM→WRM；

（2）三个层次的准确度水平分别依次是：≤0.1%、≤0.5%和2%~3%；

（3）SI制单位向PSM传递量值时，应使用基准方法（称量法）；

（4）在PSM→CRM及CRM→WRM进行量值传递时，应分别采用权威方法和标准方法；

（5）对能量计量实验室而言，上述两个量传过程都是采用气相色谱分析法；但笔者认为：ISO6974系列标准属权威方法，而GB/T13610则属标准方法。

鉴于以上认识，笔者建议及早对GB/T13610与ISO6974系列标准进行比对研究，从而判明GB/T13610是否可以作为权威方法应用于能量计量实验室？。