彭颜
中国石化天然气分公司山东销售中心 山东 济南 250101
摘要：ISO 15112: 2018《天然气能量的测定》作为国际范围内天然气能量计量的通用标准，对我国从体积计量过渡到能量计量具有重要的指导意义。2018年ISO 15112进行第二次修订后，较2011版有较大差异。我国目前现行的GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》参照ISO 15112:2007起草，但一直未作修订。为此，在概述ISO 15112:2018技术要点的基础上，介绍了ISO 15112: 2018修订后的主要技术变化，对该标准的重点修订内容即多气源输配管网发热量赋值方法“气质跟踪系统”、用MCM模拟法对系统进行不确定度评定以及方法验证进行了分析探讨，并提出了应用建议。
关键词：天然气；能量计量；发热量赋值；ISO 15112:2018；不确定度；MCM法
在常规能源中，天然气的热利用效率最高（达到90%以上），能真实衡量天然气经济价值的重要指标是发热量。目前国内外天然气贸易交接计量方式正由传统的体积计量向着能量计量转变，天然气能量计量已成为国际国内发展的必然趋势[1]。2019年5月24日，国家发展与改革委员会、国家能源局等部门联合发布“关于印发《油气管网设施公平开放监管办法》的通知（发改能源规[2019]916号）”，第十五条明确提出“以能量作为贸易结算依据，暂不具备热值计量条件的，应于本办法施行之日起24个月内实现热值计量。”
1 标准背景
国际标准化组织天然气技术委员会（ISO/TC 193）于2007年首次发布了ISO 15112: 2007《天然气能量的测定》，规范国际范围内天然气能量测定的方法。该标准的实施，体现了天然气作为能源的核心价值，确保了用户使用不同种类天然气在价格上的公平性，提高了贸易交接的透明度。2011年，ISO 15112进行了第一次修订，但主要技术内容未作更动。2018年，ISO 15112进行了第二次修订，本次修订较以前版本的主要技术内容发生了较大变化，但目前尚无对该标准的解析与应用。
我国目前现行的天然气能量计量领域基础标准GB/T 22723-2008《天然气能量的测定》于2008年修改采用ISO 15112: 2007，并依据ISO 15112: 2007重新起草，自发布实施后一直未作修订。由于ISO 15112: 2018与之前两个版本相比主要技术内容变化较大，因此，掌握ISO 15112: 2018的技术要点，了解其修订前后的主要技术差异，及时修订国家标准GB/T 22723-2008，对于保证我国能量计量的顺利实施具有重要意义。
2 ISO 15112: 2018的认识
2.1 技术要点
ISO 15112: 2018提供了采用测量或计算的方式对天然气进行能量测定的方法，并描述了必需采用的相关技术和措施，适用于从民用气到高压气输送的任何气体计量站。
能量测定可分为直接测量法和间接测量法，由于直接能量测定仪器未被证实可用于贸易交接，且无相应的国际和国家标准，目前一般采用间接法测定能量。间接法能量测定通过测量天然气的单位发热量及气体流量实现，在一个能量测定周期内（时间t0至tn）测量的气体能量E(tn)为：
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从气体生产商到终端用户的合同各方之间的天然气贸易交接，一般要通过气体输送商、区域分销商、本地分销商等界面。在实施能量计量的6个可能界面中，由于经济方面的原因，不可能在每个界面都安装发热量测量设备。一般而言，对于1、2、3界面通常采用天然气在线组成分析和流量测量方法，而4、5、6界面通常采用发热量赋值和流量测量方法。
发热量赋值方法是在只有体积测量的特定界面上使用的气体发热量获取方法。根据天然气输配管网的布局以及气源变化情况，可采取不同的发热量赋值方法。对于单气源稳定供气的输配管网，发热量赋值方法可采用固定赋值和可变赋值；而对于多气源的复杂输配管网，ISO 15112: 2018提出了基于拓扑学等输入数据进行软件计算的“气质跟踪系统”，为多气源输配管网的发热量赋值提供了一种切实可行的方法。
2.2 ISO 15112: 2018修订后主要技术变化
ISO 15112: 2018修订后的主要技术变化体现在对多气源输配管网的发热量赋值方法“气质跟踪系统”进行了详细的介绍，在“术语和定义”中增加了“气质跟踪”的定义，在随后章节中针对“气质跟踪”这一赋值方法，从测量技术、方法验证等方面进行了介绍，并在资料性附录K中给出了输入数据、结果的计算及不确定度评定建议。
与ISO 15112: 2011相比，ISO 15112: 2018在以下方面作了改进：
1）重新起草了“图7 本地离线发热量测定”和 “图8 远程发热量测定”。将传输的形象图形改为“数据传输”文字说明，表述更加简明严谨，同时明确了“本地离线发热量测定”和“远程发热量测定”的关键流程和关键数据。其中，图7增加了“样品运输”的文字说明，图7和图8均明确了体积换算后的参数Q（流量）及发热量（H）用于能量计量。
值得注意的是，GB/T 22723-2008文本中将“图7 本地离线发热量测定”和“图8 远程发热量测定”的图片内容颠倒了，容易引起读者的误解，建议在修订时予以更正。
2）对第九章“赋值方法”内容进行了更新，增加了9.3.3“气质跟踪系统”赋值方法的相关内容。从方法说明、系统调试期间的方法验证、系统运行期间的定期验证、软件和数据处理以及基本文件资料等方面介绍了多气源输配管网的发热量赋值方法。
3）增加了资料性附录K。附录K介绍了“气质跟踪系统”赋值方法软件需要输入的数据、结果的计算以及不确定度的评定建议等内容。
3结论与建议
ISO 15112: 2018作为国际范围内天然气能量计量的通用标准，对我国从体积计量过渡到能量计量具有重要的指导意义。
1）ISO 15112: 2018提出了基于输气管网拓扑学数据、气体质量数据、体积测量数据以及管网压力等输入信息进行软件计算的“气质跟踪系统”，为多气源输配管网下游未安装在线组成分析设备界面的发热量赋值提供了切实可行的方法。
2）建议采用Monte-Carlo模拟法（MCM）评定气质跟踪系统的不确定度。
3）气质跟踪系统在调试期间和运行期间均需定期进行方法验证。
4）我国目前现行的天然气能量计量基础标准GB/T 22723-2008是参照ISO 15112: 2007制定的，一直尚未修订。由于ISO 15112: 2018较以前版本的主要技术内容变化较大，建议标准起草单位及时对新版国际标准进行研讨，尽快组织开展GB/T 22723的修订工作，为该项标准在我国的顺利实施提供保障。
参考文献
[1] 王池.天然气能量计量系统及方法[J].计量学报, 2008, 29(5): 43-46.