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陈赓良 的个人博客

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天然气发热量测定有关文献中传播的错误信息

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文献[1]中报导了2007年在西气东输一线的3个流量大于5×104m3/hA级站进行的为期3个月连续测定的现场试验,其测定结果如图1所示(此图即为文献[1]中的图7)。文献作者从图1所示数据得出“3个计量站点高位发热量测定的不确定度均在0.1%左右”的结论。实际上这是一个错误结论,此后其它文献作者又引用该结论而导致其流传甚广。


1   西气东输一线3个站点发热量测定值不确定度图

根据规范的计量学术语定义,偏差(bias)又称为表观误差,是对系统误差的估计值。故图1纵坐标所示数据属于误差分析范畴,它们只是表明3个站点的测定值与标准值之间的系统误差甚小,从而表明测量仪器的操作性能、实验设计的合理性、抽样的随机性等方面基本正确。但是,测量不确定度是与测量结果相关联的非负参数,它表征可以合理地赋予被测量的量值分散程度,该参数由若干个分量组成;根据“化学分析测量不确定度评定”(JJF1135)的规定,这些分量可以分为A类和B类两大类进行评定。由此可见,图1所示数据与发热量测量结果的不确定度评定是风马牛不相及的两个概念。同时,根据ISO14111规定的天然气分析溯源准则,在没有扩展不确定度(U≤0.1%的基准级标准气混合物(PSM)的操作条件下,不可能得到测量不确定度达到0.1%的测量结果。


2即为文献[1]中的图3,此图也传播了一系列错误信息:

   1)一级标准物质(GBW)必须由国家权威机构审定并发布;石油工业天然气质量监督检验中心无权发布此类标准物质的信息及溯源链图;

2)一级标准物质的准确度一般应达到0.3~1%;图2所示的一级标准气体的不确定度为2%,只能作为工作级RGM使用;

3)如果一级标准气体的不确定度已经高达2%,它就不可能应用于对不确定度为2.5%的二级标准气体的验证,故图2所示溯源链不能成立


文献[2]在天然气发热量直接测定领域传播了很多错误信息。图2即为该文献中的图1,图中所示的溯源体系是杜撰的,实际上在热量计测定气体燃料发热量的领域中根本不存在图示的溯源关系。以热量计直接测定气体燃料发热量属物理化学计量范畴,通常采用谱系学方式溯源,向顶层的质量(m )温度(t)和电阻(Ω)SI制单位溯源的基准仪器称为参比级(0)热量计后者以电学方式向SI制单位焦耳(J)溯源;然后以纯甲烷或标准气体混合物(RGM)进行量值传递或溯源。

文献[2]中提出“Cutler-Hammer热量计是ISO15971-2008推荐的1级标准装置,最高可以达到0.17%(k=2)的不确定度水平”的论述,包含了很多错误信息。首先,ISO标准不允许、也不可能推荐商用仪器;其次,Cutler-Hammer热量计是商用记录式热量计,不可能作为标准装置,在发热量直接测定领域不存在1级标准装置;再次,“最高可以达到0.17%(k=2)的不确定度水平”的论述没有根据。

天然气研究院建设的一套Cutler-Hammer热量计的扩展不确定度虽也达到0.25%,但同样不能作为标准装置提供溯源性;此类20多年前就已淘汰的连续记录式装置也不可能提高我国发热量直接测定的技术水平。因此,文献[2]中提出的“在此基础上进一步努力,达到国际0级水平,……”的论述,完全混淆了0级热量计与商用连续记录式热量计的本质区别, 对我国天然气发热量直接测定方法的技术进步产生的负面影响不容低估。

                       参考文献

[1]  勤,天然气能量计量在我国应用的可行性与实践,天然气工业,

   2014342):123

[2]   潘春锋  宇等,天然气发热量直接测定与赋值技术,

   石油与天然气化工,2013423):297


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