【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】在現(xiàn)有的燃氣計量體系中，無論是以體積計量為技術(shù)核心、還是以能量計量為技術(shù)核心，其本質(zhì)都是為貿(mào)易結(jié)算服務的。燃氣貿(mào)易結(jié)算的核心是正確采集用戶的燃氣使用量，而采集燃氣使用量的主要工具就是燃氣終端計量器具。
 

　　下面，將從燃氣計量終端入手，首先介紹目前主要使用的燃氣計量終端(燃氣表)及其主要的適用對象；然后介紹為保證燃氣終端計量器具計量準確性、可靠性，計量技術(shù)機構(gòu)現(xiàn)行的檢測體系與計量手段；后，針對能量計量是燃氣計量的發(fā)展趨勢，結(jié)合現(xiàn)行的計量技術(shù)機構(gòu)體系與技術(shù)手段，簡要闡述燃氣能量計量所面臨的問題與挑戰(zhàn)。
 

　　天然氣計量終端類型
 

　　目前燃氣的貿(mào)易結(jié)算方式主要由兩種，一是計量燃氣的使用體積(體積計量)，二是計量燃氣的使用能量(能量計量)。體積計量，顧名思義是直接計量燃氣的使用體積，屬于直接測量；而能量計量，一般需要測量“燃氣體積”與“燃氣單位體積的發(fā)熱量”兩個參數(shù)，二者相乘后方得終使用熱量，屬于間接測量。由此可見，無論采用哪種貿(mào)易結(jié)算方式，燃氣體積量都是測量值之一。
 

　　目前，燃氣的終端用戶可分為兩類，一類是工商業(yè)用戶，一類是家庭用戶，這兩類終端用戶的燃氣使用場景、使用方式不同，因此采用的燃氣計量終端的類型也不同。
 

　　工商業(yè)用戶
 

　　工商業(yè)用戶的天然氣使用特點是：燃氣流量大、流量穩(wěn)定，用戶數(shù)量對比家庭用戶較少。因此，對工商業(yè)用戶進行燃氣計量時，一般選用標稱流量較大、量程比較寬的燃氣計量終端，例如渦輪流量計、羅茨流量計等。
 

　　由于工商業(yè)用戶燃氣使用總量較大且流量較高，對燃氣計量終端的要求也較高，因此以羅茨流量計為代表的、主要應用于大流量燃氣計量場景的燃氣計量終端，雖其工作可靠、計量精度較高，但制造、使用成本也較高。
 

　　家庭用戶
 

　　相對于工商業(yè)用戶，家庭燃氣用戶的用戶基數(shù)極為龐大。家庭用戶的燃氣計量終端的工作特點是流量總量小、流量波動較大。
 

　　對于基數(shù)龐大、燃氣用量相對較小的家庭用戶而言，選擇一種計量準確、成本低、燃氣公司和用戶都能接受的計量方式非常重要。
 

　　目前，在家庭燃氣計量終端領(lǐng)域，占統(tǒng)治地位的仍是已有兩百年歷史的膜式燃氣表。膜式燃氣表是典型的容積式燃氣計量器具(如下圖所示)，其與現(xiàn)行的以“體積”為核心的燃氣計量系統(tǒng)配合的很好。經(jīng)過多年的發(fā)展，其機械結(jié)構(gòu)相對簡單、工作可靠、成本較低，因而成為應用廣泛的燃氣表。
 

　　目前，膜式燃氣表的發(fā)展已非常成熟。同時，隨著通訊技術(shù)的快速迭代，新型電子技術(shù)為傳統(tǒng)的膜式燃氣表插上了互聯(lián)網(wǎng)的翅膀，膜式燃氣表的電子化、物聯(lián)網(wǎng)化工作不斷推進，膜式燃氣表的準入門檻也越來越低。隨著天然氣的不斷推廣利用，越來越多的廠家進入了膜式燃氣表的產(chǎn)業(yè)鏈中。
 

　　新進廠家的特點是，為降低設(shè)備投入，只研發(fā)燃氣表遠傳模塊，膜式燃氣表本體(稱之為基表)實行外部采購，基表已向膜式燃氣表的一個關(guān)鍵零部件靠攏。隨著越來越多的廠家加入燃氣表產(chǎn)業(yè)鏈，相信膜式燃氣表的市場競爭將會愈發(fā)激烈。同時，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和電子零部件成本的降低，以超聲波燃氣表、熱式燃氣表為代表全電子式、速度式燃氣表飛速發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)鏈的成熟速度不斷加快，且遠超預期。
 

　　不同于膜式燃氣表，超聲波燃氣表、熱式燃氣表基本無可動機械部件、零部件較少、結(jié)構(gòu)簡單、流道壓損較小，設(shè)計計量流量范圍較大，輔以不斷降低的制造成本，大有取代傳統(tǒng)的膜式燃氣表的趨勢。
 

   燃氣計量器具計量技術(shù)機構(gòu)檢測體系
 

　　對于渦輪流量計、羅茨流量計、膜式燃氣表等直面用戶、處于計量收費第一線的燃氣計量終端，依據(jù)現(xiàn)有的計量檢測體系，對于計量技術(shù)機構(gòu)而言，主要檢測手段主要有兩個：型式評價、檢驗。
 

　　型式評價，即一個新型(或改進型)燃氣表、流量計在投入批量生產(chǎn)前，其原型機需要依據(jù)相關(guān)型式評價大綱進行試驗，試驗合格后方可進行批量生產(chǎn)。
 

　　檢驗，即通過型式評價的燃氣表、流量計在出廠后， 需要通過計量技術(shù)機構(gòu)的檢測，檢測合格后方可投入掛載使用。
 

　　普通家用膜式燃氣表
 

　　實行的是到期輪換制度，僅有“使用中檢查”要求，沒有周期檢定的要求。對于渦輪流量計、羅茨流量計等用于工商業(yè)用戶、大流量燃氣計量的流量計，需要進行使用中檢查與周期檢定工作。依據(jù)不同燃氣計量器具類型的計量檢定規(guī)程與計量技術(shù)規(guī)范，和型式評價、檢測、使用中檢查、周期檢定等手段和措施，共同構(gòu)成了燃氣計量器具的計量校準體系，有效保障了計量器具工作的穩(wěn)定與可靠。
 

　　熱式燃氣表、超聲波燃氣表等
 

　　對于熱式燃氣表、超聲波燃氣表等用于家庭燃氣計量、有潛力代替膜式燃氣表的計量器具，目前尚正式出臺專門針對其的國家檢定規(guī)程與型式評價大綱，僅有部分地方檢定規(guī)程與型式評價大綱。對超聲波燃氣表，其國家檢定規(guī)程、型式評價大綱將要進入審閱階段；對熱式燃氣表，國家檢定規(guī)程、型式評價大綱已進入立項階段。
 

　　在以熱式燃氣表、超聲波燃氣表為代表的新型燃氣計量器具邁向產(chǎn)業(yè)化的過程中，計量技術(shù)機構(gòu)是面臨著相關(guān)挑戰(zhàn)的。
 

　　僅以一個例子來說明計量技術(shù)機構(gòu)所面臨的挑戰(zhàn)。在 2017 年 5 月 28 號發(fā)布實施的《熱式氣體質(zhì)量流量計》檢定規(guī)程中，對于檢定氣體的要求闡述如下：
 

　　檢定氣體應無游離水或油等雜質(zhì)存在，且組分或形狀與實 際測量介質(zhì)相近；
 

　　氣體為天然氣時，天然氣氣質(zhì)至少符合GB 17820 的要求，天然氣相對密度應0.55~ 0.80在檢定過程中，天然氣的組分應相對穩(wěn)定，天然氣取樣應按GB/T13609執(zhí)行，天然氣組成分析應按 GB/T13610執(zhí)行。
 

　　從嚴格的科學檢測角度出發(fā)，對熱式氣體質(zhì)量流量計檢測好使用天然氣進行實流標定，方是可靠的計量檢測方法。但是，目前能夠進行天然氣實流標定的計量技術(shù)機構(gòu)占比不大。計量技術(shù)機構(gòu)在新型燃氣計量器具的檢測校準工作中，類似的挑戰(zhàn)不止一個，這需要燃氣計量器具生產(chǎn)商、城市燃氣公司與計量技術(shù)機構(gòu)共同克服，促進燃氣計量產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
 

　　計量技術(shù)機構(gòu)與天然氣能量計量
 

　　隨著電子技術(shù)與相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，天然氣能量計量技術(shù)手段不斷成熟、所需的硬件設(shè)備成本也在不斷降低，使天然氣能量計量的普及成為可能。
 

　　2019 年 5 月，國家發(fā)改委等四 部委發(fā)布《油氣管網(wǎng)設(shè)施公平開放監(jiān)管辦法》中明確提出，我國將推行天然氣能量計量計價，并要求當前不具備條件的相關(guān)單位要在兩年內(nèi)建立天然氣能量計量計價體系。因此，天然氣能量計量是近兩年的發(fā)展趨勢，也是需要落地的計量手段。
 

　　從理論上說，能量計量是公平的燃氣計量方式，追求計量公平，不僅是國家的要求，更是計量技術(shù)機構(gòu)追求的目標。但是，天然氣能量計量在推進過程中，不可避免的會出現(xiàn)一些問題，主要如下：天然氣能量計量在推進、并融入計量檢測體系的過程中，現(xiàn)有新型燃氣表推廣中出現(xiàn)的問題，也一定會出現(xiàn)在天然氣能量計量中。例如，現(xiàn)有的天然氣能量計量的方法，一是需要測量天然氣的熱值，二是需要計量天然氣的體積。因此現(xiàn)行的燃氣體積計量中出現(xiàn)的一些問題，例如新式燃氣表的認證、推廣，計量檢定規(guī)程與型式評價大綱編撰，在天然氣能量計量中體系中仍然存在。
 

　　天然氣能量計量在燃氣產(chǎn)業(yè)鏈的上游段與下游段的應用場景是不同的。天然氣能量計量主要應用場景有兩個，一是上游大宗貨物貿(mào)易結(jié)算端，二是下游燃氣終端。在大宗貿(mào)易結(jié)算端，由于燃氣量較大，實行天然氣能量計量所付出的檢測成本占據(jù)貨物值的比例很小，且?guī)淼氖找孑^大，天然氣能量計量推廣阻力較小，成本基本不受控制；在下游燃氣終端，由于直面付費用戶，特別是家庭用戶，且用戶基數(shù)大，天然氣能量計量檢測成本較高，推廣阻力較大。
 

　　在天然氣能量計量推進過程中，需要考慮用戶的接受程度。下游燃氣終端用戶對燃氣價格相對敏感，因此在天然氣能量計量的效能評估中，不僅要考慮技術(shù)上的公平公正，也要考慮用戶、燃氣計量一線工作人員等方面接受程度，這是比天然氣能量計量技術(shù)研發(fā)更加漫長的過程。
 

　　希望天然氣能量計量早日落地，實現(xiàn)應用，同時希望計量技術(shù)機構(gòu)在天然氣能量計量的推進過程中，扮演更加重要的角色。
 

　　作者簡介：王衛(wèi)，博士研究生，2016年7月進入重慶市計量質(zhì)量檢測研究院流量計量檢測研究中心工作，目前主要負責各型燃氣表的型式評價及檢定等工作。
 

　　單位簡介：重慶市計量質(zhì)量檢測研究院是重慶市政府設(shè)置的國家法定計量檢定、質(zhì)量檢驗、校準測試研究機構(gòu)，為副局級社會公益型非盈利性事業(yè)單位，具有獨立的法律地位和第三方公正性，是經(jīng)國家計量考核和認證的國家法定檢測機構(gòu)。其中，流量計量檢測研究中心擁有門類齊全的流量檢測裝置檢測手段，擁有燃氣表國家型式評價實驗室、水表國家型式評價實驗室等一系列資質(zhì)，是西南地區(qū)重要的流量計量器具檢測部門。