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陳賡良 的個人博客

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天然氣發熱量測定有關文獻中傳播的錯誤信息

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文獻[1]中報導了2007年在西氣東輸一線的3個流量大于5×104m3/hA級站進行的為期3個月連續測定的現場試驗,其測定結果如圖1所示(此圖即為文獻[1]中的圖7)。文獻作者從圖1所示數據得出“3個計量站點高位發熱量測定的不確定度均在0.1%左右”的結論。實際上這是一個錯誤結論,此后其它文獻作者又引用該結論而導致其流傳甚廣。


1   西氣東輸一線3個站點發熱量測定值不確定度圖

根據規范的計量學術語定義,偏差(bias)又稱為表觀誤差,是對系統誤差的估計值。故圖1縱坐標所示數據屬于誤差分析范疇,它們只是表明3個站點的測定值與標準值之間的系統誤差甚小,從而表明測量儀器的操作性能、實驗設計的合理性、抽樣的隨機性等方面基本正確。但是,測量不確定度是與測量結果相關聯的非負參數,它表征可以合理地賦予被測量的量值分散程度,該參數由若干個分量組成;根據“化學分析測量不確定度評定”(JJF1135)的規定,這些分量可以分為A類和B類兩大類進行評定。由此可見,圖1所示數據與發熱量測量結果的不確定度評定是風馬牛不相及的兩個概念。同時,根據ISO14111規定的天然氣分析溯源準則,在沒有擴展不確定度(U≤0.1%的基準級標準氣混合物(PSM)的操作條件下,不可能得到測量不確定度達到0.1%的測量結果。


2即為文獻[1]中的圖3,此圖也傳播了一系列錯誤信息:

   1)一級標準物質(GBW)必須由國家權威機構審定并發布;石油工業天然氣質量監督檢驗中心無權發布此類標準物質的信息及溯源鏈圖;

2)一級標準物質的準確度一般應達到0.3~1%;圖2所示的一級標準氣體的不確定度為2%,只能作為工作級RGM使用;

3)如果一級標準氣體的不確定度已經高達2%,它就不可能應用于對不確定度為2.5%的二級標準氣體的驗證,故圖2所示溯源鏈不能成立


文獻[2]在天然氣發熱量直接測定領域傳播了很多錯誤信息。圖2即為該文獻中的圖1,圖中所示的溯源體系是杜撰的,實際上在熱量計測定氣體燃料發熱量的領域中根本不存在圖示的溯源關系。以熱量計直接測定氣體燃料發熱量屬物理化學計量范疇,通常采用譜系學方式溯源,向頂層的質量(m )溫度(t)和電阻(Ω)SI制單位溯源的基準儀器稱為參比級(0)熱量計后者以電學方式向SI制單位焦耳(J)溯源;然后以純甲烷或標準氣體混合物(RGM)進行量值傳遞或溯源。

文獻[2]中提出“Cutler-Hammer熱量計是ISO15971-2008推薦的1級標準裝置,最高可以達到0.17%(k=2)的不確定度水平”的論述,包含了很多錯誤信息。首先,ISO標準不允許、也不可能推薦商用儀器;其次,Cutler-Hammer熱量計是商用記錄式熱量計,不可能作為標準裝置,在發熱量直接測定領域不存在1級標準裝置;再次,“最高可以達到0.17%(k=2)的不確定度水平”的論述沒有根據。

天然氣研究院建設的一套Cutler-Hammer熱量計的擴展不確定度雖也達到0.25%,但同樣不能作為標準裝置提供溯源性;此類20多年前就已淘汰的連續記錄式裝置也不可能提高我國發熱量直接測定的技術水平。因此,文獻[2]中提出的“在此基礎上進一步努力,達到國際0級水平,……”的論述,完全混淆了0級熱量計與商用連續記錄式熱量計的本質區別, 對我國天然氣發熱量直接測定方法的技術進步產生的負面影響不容低估。

                       參考文獻

[1]  勤,天然氣能量計量在我國應用的可行性與實踐,天然氣工業,

   2014342):123

[2]   潘春鋒  宇等,天然氣發熱量直接測定與賦值技術,

   石油與天然氣化工,2013423):297


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