中國計量院利用先進研究成果服務西氣東(dong) 輸
圖為(wei) 中國石油西氣東(dong) 輸安徽定遠站。 宋衛星 攝
8月25日，在甘肅省瓜州縣腰占子村，西氣東(dong) 輸三線瓜州站完成最後一道焊口，標誌著西氣東(dong) 輸三線西段全線貫通。西段工程建成投產(chan) 後，來自中亞(ya) 的天然氣和新疆煤製天然氣將通過中衛站向西氣東(dong) 輸一線和二線、陝京係統和中貴線輸送，長三角、珠三角、京津環渤海和川渝地區數億(yi) 民眾(zhong) 將因此受益。
我國西部地區的塔裏木盆地、柴達木盆地蘊藏著8萬(wan) 億(yi) 立方米的天然氣資源，約占全國陸上天然氣資源的22%。2000年2月，國務院批準啟動“西氣東(dong) 輸”工程，這是僅(jin) 次於(yu) 長江三峽工程的又一重大投資項目。西氣東(dong) 輸工程是我國距離最長、口徑最大的輸氣管道，東(dong) 西橫貫新疆、甘肅、寧夏、陝西、山西、河南、安徽、江蘇、上海9個(ge) 省區，全長達4200公裏。
隨著西氣東(dong) 輸工程的實施，長三角地區的用氣量激增，為(wei) 提升天然氣計量的準確度，中國石油從(cong) 2000年開始，在南京籌建天然氣計量站。該站建設了完整的天然氣量值傳(chuan) 遞體(ti) 係，包括MT法原級標準裝置、音速噴嘴法次級標準裝置和渦輪流量計法工作標準裝置。2012年初，該站完成建標考核，正式對外開展工作。
在天然氣計量站正式投入使用後，天然氣計量方麵陸續暴露出不少問題，與(yu) 計量站有著多年合作的中國計量院熱工所流量室副研究員李春輝給出了解釋。首先，國內(nei) 天然氣計量站原級標準裝置的不確定度水平與(yu) 國外先進水平存在一定差距。“目前，德國物理技術研究院天然氣原級標準的測量能力處於(yu) 世界領先水平，其測量不確定度為(wei) 0.06%；而南京天然氣計量站的MT法原級標準裝置的不確定度為(wei) 0.10%。”測量不確定度水平對天然氣的輸送和消費到底有多大影響？李春輝算了一筆賬：“我國每年輸送和消費的天然氣量超過1000億(yi) 立方米，原級裝置的測量不確定度直接影響到貿易交接用流量計的準確度，其測量不確定度每降低0.01%，都會(hui) 對天然氣貿易產(chan) 生數以億(yi) 計的經濟影響。”因此，進一步研究MT法原級標準的不確定度影響因素，並在此基礎上提升整個(ge) 天然氣計量體(ti) 係的不確定度具有重要的經濟和社會(hui) 意義(yi) 。
其次，隨著天然氣使用量持續增加，中石油在成都建立了天然氣計量站，中石化正在武漢建設天然氣計量站，中海油也正在籌建自己的天然氣計量站。但由於(yu) 對傳(chuan) 遞流量計研究的不足，國內(nei) 各天然氣計量站之間未進行計量比對，國內(nei) 天然氣計量的量值還未實現統一，容易造成天然氣計量的混亂(luan) ，影響天然氣的交易和消費。
作為(wei) 我國計量科學研究最高機構，中國計量院從(cong) 2012年開始與(yu) 國內(nei) 各天然氣計量站陸續開展合作，主要目的就是解決(jue) 以上兩(liang) 個(ge) 問題。
通過分析及實驗，李春輝和同事們(men) 確認了影響MT法原級標準裝置不確定度的最大分量。“我們(men) 從(cong) 現有天然氣MT法原級標準裝置的不確定度分析模型出發，重點降低占標準裝置不確定度較大分量的浮力及時間測量不確定度分量。通過稱量容器外施加保溫材料可降低浮力影響；在旁通管路上安裝可高速測量壓力的儀(yi) 表及壓力調節閥門，通過壓力調節閥門調節旁通管路所需的壓力，基於(yu) 進氣閥門開、關(guan) 過程中高速壓力測量儀(yi) 表采集的壓力數據，可選擇合理的測量時間，使進氣閥門開、關(guan) 時附加容積內(nei) 的質量相同，該方法不僅(jin) 可以消除附加體(ti) 積內(nei) 的測量不確定度，並可極大地降低時間測量不確定度。”目前，南京天然氣計量站正在依照中國計量院的研究成果進行相應的技術改造，完成後，有望提升MT法原級標準裝置的不確定度水平。成都天然氣計量站新建的MT法原級標準裝置已采用了相應的研究成果。
渦輪流量計是目前廣泛使用的傳(chuan) 遞流量計，國內(nei) 通常依據檢定規程隻進行一些固定流量點的檢測。但渦輪流量計在使用時，所使用的流量點和檢定的流量可能並不一致，即存在非定點使用的情況。以往，國內(nei) 多采用線性內(nei) 插對渦輪流量計的性能予以評估，由於(yu) 該方法引入較大的不確定度，極大地降低了渦輪流量計的準確度。“我們(men) 針對不同壓力下渦輪流量計的測試結果，基於(yu) 國外同行的研究經驗，在國內(nei) 首次采用曲線擬合法對其計量特性進行合理評估，提升了其準確度。”李春輝和同事們(men) 的研究成果有效地促進了國內(nei) 天然氣量值的統一。
中國計量院與(yu) 相關(guan) 天然氣計量站的合作，促進了國內(nei) 現有MT法天然氣流量原級標準裝置水平的提升，在次級標準、工作標準領域內(nei) 的合作研究更直接地促進了現場工作流量計流量測量不確定度的降低，提升了我國天然氣流量量值傳(chuan) 遞的水平和計量的準確度水平。
