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陳赓良 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級站進行的爲期3個月連續測定的現場試驗,其測定結果如圖1所示(此圖即为文獻[1]中的圖7)。文獻作者从圖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”的结论。实际上这是一个错误结论,此后其它文獻作者又引用该结论而导致其流传甚广。


1   西氣東輸一線3个站点发热量测定值不确定度圖

根據規範的計量學術語定義,偏差(bias)又稱爲表觀誤差,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範疇,它們只是表明3個站點的測定值與標准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,該參數由若幹個分量組成;根據“化學分析測量不確定度評定”(JJF1135)的規定,這些分量可以分爲A類和B类两大类进行评定。由此可见,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准則,在沒有擴展不確定度(U≤0.1%的基准級標准氣混合物(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即为文獻[1]中的圖3,此圖也传播了一系列错误信息:

   1)一級標准物質(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圖;

2)一級標准物質的准確度一般應達到0.3~1%;圖2所示的一級標准氣體的不確定度爲2%,只能作爲工作級RGM使用;

3)如果一級標准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爲2.5%的二級标准气体的验证,故圖2所示溯源鏈不能成立


文獻[2]在天然气发热量直接测定领域传播了很多错误信息。圖2即为该文獻中的圖1,圖中所示的溯源体系是杜撰的,实际上在熱量計测定气体燃料发热量的领域中根本不存在圖示的溯源关系。以熱量計直接測定氣體燃料發熱量屬物理化學計量範疇,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制單位溯源的基准儀器稱爲參比級(0)熱量計後者以電學方式向SI制單位焦耳(J)溯源;然後以純甲烷或標准氣體混合物(RGM)進行量值傳遞或溯源。

文獻[2]中提出“Cutler-Hammer熱量計是ISO15971-2008推荐的1級标准装置,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標准不允許、也不可能推薦商用儀器;其次,Cutler-Hammer熱量計是商用记录式熱量計,不可能作为标准装置,在发热量直接测定领域不存在1級标准装置;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,文獻[2]中提出的“在此基础上进一步努力,达到国际0級水平,……”的论述,完全混淆了0級熱量計与商用连续记录式熱量計的本质区别, 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。

                       参考文獻

[1]  勤,天然氣能量計量在我國應用的可行性與實踐,网易彩票,

   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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