探討天然氣能量計量不確定度評定方法

秦琦

運城市綜合檢驗檢測中心 山西運城 044000

早在1980年的時候國外發達國家就已經應用能量計量系統完成了天然氣的大規模交接貿易。對于能量計量而言，因該過程不僅涉到了天然氣流量計量，而且涉及到了天然氣烴類的組成分析，所以兩者在測量結果的不確定度評定上有著一定的不同，涉及到的問題也十分復雜。要想提高計量的準確度，就必須對計量系統進行綜合分析，而其中最重要的莫過于計量不確定度的分析。之所以這樣說，其原因主要在于計量的質量必須應用不確定度進行說明。針對該內容，本文首先將分析天然氣能量計量不確定度評定，其次通過現場試驗證明了評價方法的合理性。

1 天然氣能量計量不確定度評定方法

1.1 流量計量不確定度評定方法

通常情況下，天然氣能量的計算是根據有關公式按照對應參數完成的，所以此過程中涉及到的參數非常多，包括流量以及溫度等。我國計量技術標準《測量不確定度評定與表示》JJF1059是按照國際組織在1995年聯合制定并發布的《測量不確定表示導則》制定的，是測量不確定度評定的通用方法，這個方法評定的是A類與B類不確定度[1]。另外，天然氣的流量測量是不可重復的，不可能評價A類不確定度，用于流量測量的流量計在其應用前，通常要求進行檢定或者是校準，不管是其檢定，還是校準，最終結果不確定度都包含了該流量計的檢定重復性，由此可說是其流量測量的A類不確定度。標準孔板流量計量作為唯一一個按照標準完成加工與安裝的方式。在標準參比條件下，體系不確定度計算可以按照GB/T 21446-2008第9章的規定進行計算。對于壓力與壓差等不確定度的測量，可在標準中應用原來雙波紋壓力 和棒式溫度的誤差完成計算。根據檢定提供的資料，我們將得到以下幾種處理方式：

（1）如果證書提供了具體的不確定數據，那么需要用B類標準不確定度完成流量B類標準不確定度的計算。

（2）如果證書當中沒有提供上述所說的數據，但提供了標準裝置的不確定度重復性數據，則需要應用標準裝置的不確定度按照B類標準不確定度計算公式，應用重復性數據按照A類不確定度當中的重復性計算方式完成有關計算[2]。

（3）在進行離線檢定的時候，需要對安裝引起的附加流量測量不確定度加以重視，可以取流量B類不確定度的三分之一為附加B類標準不確定度。

1.2 壓力或者是差壓測量不確定度評定方法

當前，不管是用于天然氣流量的壓力測量，還是用于天然氣流量的差壓測量，其都需要應用到變送器。需要根據變送器的說明書與檢定結果完成不確定度評定。智能變送器給出的誤差是分量程的，在滿量程的百分之十及以上是示值誤差，以下是引用誤差。同理，用JJF1059當中的擴展不確定度計算壓力與差壓測量擴展不確定度，用JJF1059當中的相對值表示的擴展不確定度計算壓力與差壓測量相對擴展不確定度[3]。

1.3 溫度測量不確定度評定方法

現階段，應用于天然氣流量測量的溫度測量大都是變速加電阻，部分站點應用的是智能一體化的溫度變送器。當溫度的測量儀表給出了不確定度或者是準確度的等級，接下來就可應用JJF1059當中的合成標準不確定度完成對不確定度的計算。

2 實驗計算

在該步驟中本文將以某長輸管線上具有代表性的五個計量站點為例，分別對流量測量、溫度測量以及壓縮因子等不確定評定方式進行實驗，以此驗證該方法的正確性。在此過程中，考慮到該常熟管線上每個站點的參數都有所不同，在實驗的時候還需對每個計量站點制定對應的賦值方法，進而保證計量不確定度符合對應等級的計量系統準確度要求[4]。另外，根據當前長輸管線的硬件配置，在具體的實驗中壓力測量將應用羅斯蒙特只能壓力變送器，溫度測量將應用羅斯蒙特智能一體化溫度變送器。根據不確定度評定在線色譜儀分析數據與標準氣體組成導出生成的信息結果可知：按照之前提出的不確定度評定方法對配置在線色譜儀的某長輸管線上五個具有代表性的計量站點開展流量測量不確定度的評定，不確定度均滿足天然氣計量系統技術要求。

表1 標準參比條件下壓縮因子計算不確定度評定結果

3 結語

總而言之，天然氣能量是按照公式應用對應參數進行計算的，其所涉及到的測量參數有流量以及溫度等，其評定結果不確定度是以JJF1059提供的方法為基礎進行評定，首先推導出計算公式，然后再用實際應用的儀器儀表等級或者是不確定度計算能量不確定度。