迄今為止，在我國有關天然氣質量的標準中還沒有將天然氣的燃燒特性作為質量的重要指標。隨著西氣東輸工程的進展、海上天然氣大規(guī)模的開發(fā)、LNG工程的啟動以及從國外陸上（如俄羅斯）進口天然氣的可能，我國已進入了城市天然氣工程的大發(fā)展時期。與此相適應的規(guī)模較大的跨市跨省的區(qū)域性天然氣主干管網也將相繼形成。為了天然氣大規(guī)模利用的可靠和安全，也為了城市天然氣市場的良好發(fā)展，還為了將來同國際市場接軌的需要，完全有必要不失時機地制訂較完善的我國城市天然氣質量的國家標準。
本文旨在論述將天然氣燃燒特性作為重要質量指標的必要性，進而分析我國天然氣質量規(guī)范的沿革，在參考國際上對城市天然氣質量提出的各種指標的基礎上，提出現(xiàn)階段我國城市天然氣質量指標的建議方案，供有關方面參考。
一、燃燒特性是城市天然氣質量的重要指標
天然氣是一種以甲烷為主要可燃成分的可燃性氣體。在通常情況下，只要它具有可以燃燒的性能就可作為氣體燃料進入市場，資源得到了合理和充分的使用。但是，“城市天然氣”已經不是上述廣義上理解的天然氣，它作為氣體燃料進入城市時，應滿足城市各類用戶對氣體燃料的各種要求。在城市天然氣質量方面，除了從輸配、計量、用具、環(huán)保和安全方面提出的質量要求外，更重要的是從必須保持燃燒的穩(wěn)定性而提出的燃燒特性指標。燃燒特性指標應包括熱負荷、火焰穩(wěn)定、完全燃燒以及可靠的點火等內容。為此，要控制天然氣發(fā)熱量和組成的變化范圍，使其不產生黃焰、回火、離焰、結炭等不正常燃燒，并使用具的熱負荷變化處在允許的范圍內。由于城市天然氣用戶少則幾萬戶、幾十萬戶，多則可達幾百萬戶，我們不可能要求如此眾多的用戶去調節(jié)用具來適應天然氣氣質的變化，更不可能要求用戶去改動或更換用具。對于天然氣用戶來說，唯一可能做的是要求氣源質量的變化必須保證在可以安全可靠使用的范圍。顯然，這種做法不同于將天然氣簡單地用作燃料，并非所有開采出的天然氣都能向城市天然氣管網輸送。
由于天然氣的成因和地質條件的不同，不同地域開采的天然氣它們的發(fā)熱量和組分的差異較大。至今還沒有一種類型的燃具，不經改動或調整就可適用所有種類的天然氣并能保持正常的燃燒。目前國際上慣用的方法是首先將可利用的天然氣按發(fā)熱量和燃燒特性指標進行分類，并提出每一種類別天然氣不產生黃焰、回火、離焰和結炭等不正常燃燒的界限指標。同一類別的天然氣之間具有互換性。每一種類的天然氣，應使用與之相適應的一種類別的用具，從而保證用戶對燃燒穩(wěn)定的要求。對于剛開始使用天然氣的城市來說，首先要確定所供的天然氣屬于哪一種類別，然后按這種類別去選擇適用的用具，從而保證用戶對穩(wěn)定燃燒的要求。此后，要求所供天然氣氣源的變化限定在這種類別天然氣的界限指標內。對于已經供氣的城市，在使用天然氣的替代氣源（如SNG）或者發(fā)展新的氣源時，則必須要求它們屬于同一種類別的氣源。此外，在跨市跨省的大型天然氣主干管網發(fā)展時，只有使用同種類別的天然氣，它們的管網才能連通。簡而言之，一張管網只能用同一種類別的天然氣。對于一個城市來說，一張管網是經濟的、合理的。 各國采用的城市天然氣燃燒特性的指標是不完全相同的。例如法國，采用德爾布（Dellourg）法，用華白數(shù)和燃燒勢進行分類并界定穩(wěn)定燃燒的變動范圍。在美國，則采用韋弗（Weaver）指數(shù)法，它考慮了脫火指數(shù)、回火指數(shù)、黃焰指數(shù)、熱負荷因數(shù)、引射因數(shù)和CO生成指數(shù)等因素。在英國則有二維判別法和三維判別法。我國在GB/T 13611-92中，參考了法國德爾布的方法，采用了華白數(shù)和燃燒勢兩種指數(shù)。不管采用何種方法或何種指標，都是用來確定天然氣的類別，并界定該類別天然氣在與之適應的用具上保持穩(wěn)定燃燒和熱負荷的變化范圍。在我國人工制氣供氣的多年實踐中，已按GB/T 13611-92中的分類標準執(zhí)行，積累了豐富的經驗。
二、我國天然氣質量規(guī)范的沿革
（一）SY7514-88《天然氣》
1988年7月4日頒布的SY 7514-88《天然氣》是屬于我國石油工業(yè)部的部頒標準。它是“適用于氣田、油田采出經礦場分離和（或）處理后用管線送至用戶，并按產品類別分別作為民用燃料、工業(yè)原料和工業(yè)燃料的天然氣。”在SY 7514-88中提出對天然氣的技術要求見下表：
SY 7514-88將天然氣按高位發(fā)熱量的不同分成A組和B組。按此標準，只要天然氣的發(fā)熱量大于14.65 MJ/m3（3500Kcal/m3）就可視作為發(fā)熱量合格的天然氣，這樣的分類雖然太于寬松，但至少已認識到發(fā)熱量相差很大的天然氣是不屬于同類型的天然氣。天然氣進一步細分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類的依據(jù)是它們的總硫、硫化氫和二氧化碳的含量。很明顯，它是主要按天然氣的輸送要求而劃分的，同時也兼顧了對人體的危害。用機械分離和目測的方法來標明是否夾帶游離水是一種不夠嚴格的做法，它也未考慮在輸送和使用過程中因環(huán)境溫度變化可能產生的冷凝水和烴類物質?？傊摌藴适窃谔烊粴馍形创笠?guī)模地進入城市以及用戶尚未對天然氣提出嚴格的要求時制訂的，它沒有考慮到對城市天然氣燃燒特性的要求。
（二）GB 17820—1999
在SY 7514—88執(zhí)行了十年后，總結了實踐經驗，由中國石油天然氣集團提出經四川石油管理局天然氣研究院起草制定了新的天然氣國家標準GB 17820—1999，它是“參考ISO13686：1998《天然氣質量指標》和國外有關天然氣的的管輸規(guī)范，按硫和二氧化硫含量對天然氣進行分類，提出了天然氣的技術要求，以保證輸氣管道的安全運行和天然氣的安全使用，有利于提高環(huán)境質量，適應我國天然氣工業(yè)的發(fā)展要求。”它提出的技術指標如下表：
該標準“適用于氣田、油田采出經預處理后通過管道輸送的商品天然氣”。它對天然氣的提法要比SY 7514—88泛指的天然氣嚴格，是“商品天然氣”。既然明確是“商品”，它必須有穩(wěn)定的質量指標來滿足市場的要求，否則商品天然氣的市場就沒有保證。
同SY 7514—1988相比，該標準作了許多修改和提高。： 1、取消按高位發(fā)熱量分為A組和B組的分類。顯然，由于B組的發(fā)熱量（3500~7500Kcal/m3）太低，不適宜作為城市天然氣使用。 2、在按硫和二氧化碳含量的分類中，取消了原來的第四類，即硫含量大于480 mg/m3。由于它的含量過高，因此不能作為“商品天然氣”。 3、對總硫的含量要求比以前嚴格： Ⅰ類氣從≤150 mg/m3改為≤100mg/m3 Ⅱ類氣從≤270 mg/m3改為≤200mg/m3 Ⅲ類氣從≤480 mg/m3改為≤460mg/m3 4、對硫化氫含量Ⅰ類氣和Ⅱ類氣的要求稍有變化，從<6 mg/m3和<20mg/m3改為≤6mg/m3和≤20mg/m3；Ⅲ類氣則從實測改為≤460mg/m3。 5、水分從“無游離水”的要求改為用水露點作為指標，提出了“在天然氣交接點的壓力和溫度下，水露點比最低環(huán)境溫度低5°C”的要求。 6、在第五條“輸送、儲存和使用”中，提出了“在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣中應不存在液態(tài)烴”、“天然氣中固體顆粒含量應不影響天然氣的輸送和利用”。但是它尚未用烴露點作指標來防止因環(huán)境溫度變化時烴類物的析出，同時也未提出天然氣中限制天然氣中固體顆粒含量的指標。
雖然上述改進比SY 7514—88有很大提高，但從城市天然氣質量要求來看，仍存在根本性的不足： 1、對天然氣的分類應按它的發(fā)熱量和燃燒特性指標（例如華白指數(shù)和燃燒勢）來分類，屬同一類的天然氣之間具有互換性。多氣源供氣時，必須是要供同一類的天然氣，已供的天然氣發(fā)生質量變化時，不能超出同一類天然氣的界限。GB 17820—1999按硫和二氧化碳含量的分類不能滿足城市天然氣對穩(wěn)定燃燒的要求，更沒有考慮將天然氣的燃燒特性列作質量的重要指標。該標準的主要起草人在1999年“天然氣工業(yè)”上發(fā)表的《天然氣互換性及其標準化》文章中指出：“隨著天然氣資源多樣化，用戶不斷增加，用途日益廣泛，其組成變化時對燃燒性質的影響已經受到普遍關注，故應盡快對天然氣的互換性進行標準化”；“ISO 13868、GB/T 13611等均可作為商品天然氣分類的參考”；“應開展對天然氣燃燒勢的分析研究，從而為我國天然氣的分類和互換性的標準化奠定基礎”。 2、GB 17820中提出的技術指標不夠完善，沒有提出烴露點、不飽和烴含量、碳五及碳五以上高烴含量、氧含量及一氧化碳含量、固體顆粒含量等重要指標。當然作為互換性判別指標如華白指數(shù)和燃燒勢，也應納入分類的技術指標。 3、GB 17820提出的標準參比條件為101.325Kpa，20°C，在我國的天然氣工業(yè)系統(tǒng)中執(zhí)行該參比條件，但是在城市天然氣系統(tǒng)中并不都執(zhí)行此參比條件。例如上海東海天然氣的商品貿易中執(zhí)行的是101.3 Kpa，15.5°C；香港地區(qū)執(zhí)行的是101.325 Kpa，15°C；GB/T 13611—92和GB 13612—92中的參比條件為“干氣，0°C，101.3 Kpa”。在國際上，ISO 13443—1996《標準天然氣參比條件》中采用101.325 Kpa，288.15K（即15°C）。在ISO統(tǒng)計的一些國家中，天然氣標準參比條件的壓力均選用101.325Kpa，而溫度的選用都有很大的不同。采用0°C的有以法國、德國、奧地利、比利時、丹麥、匈牙利、印度、印度尼西亞、意大利、日本、荷蘭、西班牙、瑞士、和南斯拉夫、巴西等十五個國家，采用15°C的有英國、美國、阿根廷、澳大利亞、加拿大、埃及、芬蘭、伊朗、新西蘭、挪威、巴基斯坦、愛爾蘭等十二個國家。俄羅斯和捷克則采用20°C和0°C，羅馬尼亞采用15°C和0°C。GB 17820的要求同香港中華煤氣公司進口南海天然氣時提出的質量標準相去甚遠，它已不適應天然氣市場的現(xiàn)狀。
（三）、GB/T13611—92《城市燃氣分類》
由于我國城市氣體燃料使用已有一百多年的歷史，在對城市氣體燃料使用的燃燒特性要求方面積累了長期的經驗。該標準是由建設部提出，由中國市政工程華北院起草的按表示氣體燃燒特性的指標——華白數(shù)和燃燒勢進行分類的國家標準。其中關于天然氣的分類如下表：
上述分類及其燃燒特性指標已考慮了在燃燒時防止產生黃焰及不完全燃燒、回火和脫火的界限條件。（分類中的“4T”是指礦井氣，“6T”是指液化石油氣混空氣，不宜包括在城市天然氣的分類指標中）三、國際標準化組織（ISO）頒布的天然氣質量指標 國際標準化組織的“ISO/TC 193天然氣技術委員會”于1993年7月15日發(fā)出“ISO/CD13868《天然氣質量指標》”文件，作為草案在ISO各成員之間傳閱并要求返回意見。當時的四川石油管理局天然氣研究所作為“ISO/TC 193天然氣技術委員會”在我國的技術歸口單位，對該草案表示了贊成意見。按ISO的規(guī)定，在至少75%的成員投贊成票后才可予以公布。1998年5月1日，正式公布了由ISO/TC 193天然氣技術委員會制定的ISO 13868《天然氣質量指標》標準。該標準給出了天然氣質量的各種參數(shù)、計量單位及ISO相關的分析試驗標準。除了正文外，還附錄了一些國家天然氣質量規(guī)范實例、互換性判斷方法、冷凝曲線、加臭等參考資料。其質量指標的具體內容如下： 1、質量指標的參比條件： 壓力 101.325 Kpa（1 atm） 溫度 288.15K（15°C） 2、質量參數(shù)：（1）天然氣組成 a. 主要組成：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷類、戊烷類、已烷加，氮氣、二氧化碳。 b. 少量組成：氫氣、不飽和烴、氧氣、一氧化碳、氦氣?！ . 微量組成：硫化氫、硫醇、二烷基硫醚、羰基硫、總硫、水。（2）天然氣性質 a. 物理性質：發(fā)熱量、華白指數(shù)、密度、相對密度、壓縮因子、水露點、烴露點。 b. 其它性質：從技術上講，天然氣不應含有液態(tài)形式的水和烴類物、不應含有影響輸送和使用的固體顆粒物以及不應含有影響輸送和使用的其它氣體。四、現(xiàn)階段我國城市天然氣質量指標的建議方案 根據(jù)我國SY 7514—88、GB 17820—1999、GB/T 13611—92和GB 13612—92多年實踐的經驗，參考已正式公布的ISO 13443、ISO 13686文件及其所附歐洲、英、美、法、德有關城市天然氣質量指標的資料，考慮到現(xiàn)階段我國城市天然氣工業(yè)的現(xiàn)狀，建議我國“城市天然氣質量指標”的方案如下：
關于建議方案的說明如下： 1、本方案參照GB/T 13611—92，對天然氣進行分類。GB/T 13611—92中的4T是用于礦井氣，6T是用于液化石油氣混空氣。由于它們的發(fā)熱量較低，因此不宜列入城市天然氣的范圍。“液化石油氣混空氣”的發(fā)熱量也可以配得較高而成為代用天然氣（SNG），此時可按它的華白數(shù)和燃燒勢來歸入上述的類別。 2、英、法、德等歐洲國家將天然氣分為發(fā)熱量較高的H類和發(fā)熱量較低的L類。
其中的L類同GB/T 13611—92中的10T類相接近，H類則同12T、13T相接近。由于12T和13T的華白數(shù)和CP變化的部分范圍中有重疊，因此是否可以將12T和13T合成一類，要進行專題研究。目前仍宜參照GB/T 13611—92進行分類，建議有關方面立題對此進行研究。
3、方案中華白數(shù)W和燃燒勢CP的計算方法采用GB/T 13611—92中規(guī)定的方法，今后在正式編制城市天然氣質量國家標準時應作正文納入。本方案未規(guī)定天然氣的發(fā)熱量及其變化范圍，因為發(fā)熱量已在分類用的華白數(shù)的計算中體現(xiàn)出來。同樣，本方案對天然氣的組分和密度及其變化范圍也未作規(guī)定，因為它也在分類用的華白數(shù)和燃燒勢的計算中體現(xiàn)出來。當然，為了明了一些，也可以規(guī)定一個天然氣的發(fā)熱量及其變化范圍，例如35.6~46.0 MJ/m3。
4、為了充分利用天然氣的資源，對于發(fā)熱量稍低于35.6 MJ/m3的天然氣，可以考慮再列一個如“9T”之類的規(guī)定，使其得到利用。當然，對此也應立題進行研究。主要是取決于我國該類天然氣的數(shù)量和產地。
5、本方案對天然氣組分中重烴（C4及C4以上）、不飽和烴和芳香烴的含量未作規(guī)定。它們的含量以及同時含有的氫、氧和二氧化碳對燃燒會產生一些不利的影響。國外對此有所研究，有些國家對此也有要求。從我國現(xiàn)狀出發(fā)，只要控制了烴露點，重烴問題可以暫不考慮。至于對燃燒和點火產生的影響，留待專題研究。
6、本方案對硫化氫含量的規(guī)定是采納GB 13611—92中的規(guī)定，對總硫（以硫計）含量的規(guī)定是采納GB 17820—1999中的規(guī)定。
7、本方案中二氧化碳的含量采納GB 17820—1999中的規(guī)定，氧氣含量的采納GB 13612—92中的規(guī)定。它們的存在，在高壓天然氣中會產生腐蝕現(xiàn)象，因此必須作為指標加以控制。如果考慮到我國的實際情況而用戶對此并不十分介意時，也可適當放寬，在方案的指標前可加一個“宜”字，留有靈活執(zhí)行的余地。
8、本方案對于氮氣未作含量的規(guī)定，它同二氧化碳和氧帶來的對發(fā)熱量和重度的影響都在華白數(shù)和燃燒勢中得到體現(xiàn)，至于對點火和燃燒的影響則暫不考慮。
9、本方案的水露點和注2、注3均采納GB 17820—1999中的規(guī)定。對于烴露點的規(guī)定主要考慮在輸配過程中避免因環(huán)境溫度的變化而導致烴類物質的冷凝析出。
10、本方案的注1采納了GB/T 13611—92和GB 13612—92中的規(guī)定。這主要是因為在一百多年的城市煤氣工業(yè)中均采納了該標準，我國的技術資料（教科書、專業(yè)技術書和文獻）中的論述和計算都采納該標準。如果要采納以20°C作標準則需換算，引起不必要的麻煩或誤解。
11、雖然在GB 13612—92中對焦油和灰塵提出應小于10mg/m3的指標，但是只要滿足在注3中提出的固體顆粒的大小和含量不影響輸送和利用，本方案就不再另作規(guī)定。
結 論
1、天然氣的燃燒特性應作為城市天然氣質量的重要指標?，F(xiàn)有的質量指標中尚需增加烴露點和氧含量等指標。
2、為了適應城市天然氣的大發(fā)展，有必要不失時機地制訂較完善的新的國家標準。
3、根據(jù)現(xiàn)行的有關天然氣質量的標準，并參考國際上的有關資料，本文提出了我國現(xiàn)階段“城市天然氣質量標準”的建議方案，僅供有關方面參考。
（ 來自 上海天然氣管網有限公司 作者：張寶隆 ）
本文旨在論述將天然氣燃燒特性作為重要質量指標的必要性，進而分析我國天然氣質量規(guī)范的沿革，在參考國際上對城市天然氣質量提出的各種指標的基礎上，提出現(xiàn)階段我國城市天然氣質量指標的建議方案，供有關方面參考。
一、燃燒特性是城市天然氣質量的重要指標
天然氣是一種以甲烷為主要可燃成分的可燃性氣體。在通常情況下，只要它具有可以燃燒的性能就可作為氣體燃料進入市場，資源得到了合理和充分的使用。但是，“城市天然氣”已經不是上述廣義上理解的天然氣，它作為氣體燃料進入城市時，應滿足城市各類用戶對氣體燃料的各種要求。在城市天然氣質量方面，除了從輸配、計量、用具、環(huán)保和安全方面提出的質量要求外，更重要的是從必須保持燃燒的穩(wěn)定性而提出的燃燒特性指標。燃燒特性指標應包括熱負荷、火焰穩(wěn)定、完全燃燒以及可靠的點火等內容。為此，要控制天然氣發(fā)熱量和組成的變化范圍，使其不產生黃焰、回火、離焰、結炭等不正常燃燒，并使用具的熱負荷變化處在允許的范圍內。由于城市天然氣用戶少則幾萬戶、幾十萬戶，多則可達幾百萬戶，我們不可能要求如此眾多的用戶去調節(jié)用具來適應天然氣氣質的變化，更不可能要求用戶去改動或更換用具。對于天然氣用戶來說，唯一可能做的是要求氣源質量的變化必須保證在可以安全可靠使用的范圍。顯然，這種做法不同于將天然氣簡單地用作燃料，并非所有開采出的天然氣都能向城市天然氣管網輸送。
由于天然氣的成因和地質條件的不同，不同地域開采的天然氣它們的發(fā)熱量和組分的差異較大。至今還沒有一種類型的燃具，不經改動或調整就可適用所有種類的天然氣并能保持正常的燃燒。目前國際上慣用的方法是首先將可利用的天然氣按發(fā)熱量和燃燒特性指標進行分類，并提出每一種類別天然氣不產生黃焰、回火、離焰和結炭等不正常燃燒的界限指標。同一類別的天然氣之間具有互換性。每一種類的天然氣，應使用與之相適應的一種類別的用具，從而保證用戶對燃燒穩(wěn)定的要求。對于剛開始使用天然氣的城市來說，首先要確定所供的天然氣屬于哪一種類別，然后按這種類別去選擇適用的用具，從而保證用戶對穩(wěn)定燃燒的要求。此后，要求所供天然氣氣源的變化限定在這種類別天然氣的界限指標內。對于已經供氣的城市，在使用天然氣的替代氣源（如SNG）或者發(fā)展新的氣源時，則必須要求它們屬于同一種類別的氣源。此外，在跨市跨省的大型天然氣主干管網發(fā)展時，只有使用同種類別的天然氣，它們的管網才能連通。簡而言之，一張管網只能用同一種類別的天然氣。對于一個城市來說，一張管網是經濟的、合理的。 各國采用的城市天然氣燃燒特性的指標是不完全相同的。例如法國，采用德爾布（Dellourg）法，用華白數(shù)和燃燒勢進行分類并界定穩(wěn)定燃燒的變動范圍。在美國，則采用韋弗（Weaver）指數(shù)法，它考慮了脫火指數(shù)、回火指數(shù)、黃焰指數(shù)、熱負荷因數(shù)、引射因數(shù)和CO生成指數(shù)等因素。在英國則有二維判別法和三維判別法。我國在GB/T 13611-92中，參考了法國德爾布的方法，采用了華白數(shù)和燃燒勢兩種指數(shù)。不管采用何種方法或何種指標，都是用來確定天然氣的類別，并界定該類別天然氣在與之適應的用具上保持穩(wěn)定燃燒和熱負荷的變化范圍。在我國人工制氣供氣的多年實踐中，已按GB/T 13611-92中的分類標準執(zhí)行，積累了豐富的經驗。
二、我國天然氣質量規(guī)范的沿革
（一）SY7514-88《天然氣》
1988年7月4日頒布的SY 7514-88《天然氣》是屬于我國石油工業(yè)部的部頒標準。它是“適用于氣田、油田采出經礦場分離和（或）處理后用管線送至用戶，并按產品類別分別作為民用燃料、工業(yè)原料和工業(yè)燃料的天然氣。”在SY 7514-88中提出對天然氣的技術要求見下表：
SY 7514-88將天然氣按高位發(fā)熱量的不同分成A組和B組。按此標準，只要天然氣的發(fā)熱量大于14.65 MJ/m3（3500Kcal/m3）就可視作為發(fā)熱量合格的天然氣，這樣的分類雖然太于寬松，但至少已認識到發(fā)熱量相差很大的天然氣是不屬于同類型的天然氣。天然氣進一步細分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類的依據(jù)是它們的總硫、硫化氫和二氧化碳的含量。很明顯，它是主要按天然氣的輸送要求而劃分的，同時也兼顧了對人體的危害。用機械分離和目測的方法來標明是否夾帶游離水是一種不夠嚴格的做法，它也未考慮在輸送和使用過程中因環(huán)境溫度變化可能產生的冷凝水和烴類物質?？傊摌藴适窃谔烊粴馍形创笠?guī)模地進入城市以及用戶尚未對天然氣提出嚴格的要求時制訂的，它沒有考慮到對城市天然氣燃燒特性的要求。
（二）GB 17820—1999
在SY 7514—88執(zhí)行了十年后，總結了實踐經驗，由中國石油天然氣集團提出經四川石油管理局天然氣研究院起草制定了新的天然氣國家標準GB 17820—1999，它是“參考ISO13686：1998《天然氣質量指標》和國外有關天然氣的的管輸規(guī)范，按硫和二氧化硫含量對天然氣進行分類，提出了天然氣的技術要求，以保證輸氣管道的安全運行和天然氣的安全使用，有利于提高環(huán)境質量，適應我國天然氣工業(yè)的發(fā)展要求。”它提出的技術指標如下表：
該標準“適用于氣田、油田采出經預處理后通過管道輸送的商品天然氣”。它對天然氣的提法要比SY 7514—88泛指的天然氣嚴格，是“商品天然氣”。既然明確是“商品”，它必須有穩(wěn)定的質量指標來滿足市場的要求，否則商品天然氣的市場就沒有保證。
同SY 7514—1988相比，該標準作了許多修改和提高。： 1、取消按高位發(fā)熱量分為A組和B組的分類。顯然，由于B組的發(fā)熱量（3500~7500Kcal/m3）太低，不適宜作為城市天然氣使用。 2、在按硫和二氧化碳含量的分類中，取消了原來的第四類，即硫含量大于480 mg/m3。由于它的含量過高，因此不能作為“商品天然氣”。 3、對總硫的含量要求比以前嚴格： Ⅰ類氣從≤150 mg/m3改為≤100mg/m3 Ⅱ類氣從≤270 mg/m3改為≤200mg/m3 Ⅲ類氣從≤480 mg/m3改為≤460mg/m3 4、對硫化氫含量Ⅰ類氣和Ⅱ類氣的要求稍有變化，從<6 mg/m3和<20mg/m3改為≤6mg/m3和≤20mg/m3；Ⅲ類氣則從實測改為≤460mg/m3。 5、水分從“無游離水”的要求改為用水露點作為指標，提出了“在天然氣交接點的壓力和溫度下，水露點比最低環(huán)境溫度低5°C”的要求。 6、在第五條“輸送、儲存和使用”中，提出了“在天然氣交接點的壓力和溫度條件下，天然氣中應不存在液態(tài)烴”、“天然氣中固體顆粒含量應不影響天然氣的輸送和利用”。但是它尚未用烴露點作指標來防止因環(huán)境溫度變化時烴類物的析出，同時也未提出天然氣中限制天然氣中固體顆粒含量的指標。
雖然上述改進比SY 7514—88有很大提高，但從城市天然氣質量要求來看，仍存在根本性的不足： 1、對天然氣的分類應按它的發(fā)熱量和燃燒特性指標（例如華白指數(shù)和燃燒勢）來分類，屬同一類的天然氣之間具有互換性。多氣源供氣時，必須是要供同一類的天然氣，已供的天然氣發(fā)生質量變化時，不能超出同一類天然氣的界限。GB 17820—1999按硫和二氧化碳含量的分類不能滿足城市天然氣對穩(wěn)定燃燒的要求，更沒有考慮將天然氣的燃燒特性列作質量的重要指標。該標準的主要起草人在1999年“天然氣工業(yè)”上發(fā)表的《天然氣互換性及其標準化》文章中指出：“隨著天然氣資源多樣化，用戶不斷增加，用途日益廣泛，其組成變化時對燃燒性質的影響已經受到普遍關注，故應盡快對天然氣的互換性進行標準化”；“ISO 13868、GB/T 13611等均可作為商品天然氣分類的參考”；“應開展對天然氣燃燒勢的分析研究，從而為我國天然氣的分類和互換性的標準化奠定基礎”。 2、GB 17820中提出的技術指標不夠完善，沒有提出烴露點、不飽和烴含量、碳五及碳五以上高烴含量、氧含量及一氧化碳含量、固體顆粒含量等重要指標。當然作為互換性判別指標如華白指數(shù)和燃燒勢，也應納入分類的技術指標。 3、GB 17820提出的標準參比條件為101.325Kpa，20°C，在我國的天然氣工業(yè)系統(tǒng)中執(zhí)行該參比條件，但是在城市天然氣系統(tǒng)中并不都執(zhí)行此參比條件。例如上海東海天然氣的商品貿易中執(zhí)行的是101.3 Kpa，15.5°C；香港地區(qū)執(zhí)行的是101.325 Kpa，15°C；GB/T 13611—92和GB 13612—92中的參比條件為“干氣，0°C，101.3 Kpa”。在國際上，ISO 13443—1996《標準天然氣參比條件》中采用101.325 Kpa，288.15K（即15°C）。在ISO統(tǒng)計的一些國家中，天然氣標準參比條件的壓力均選用101.325Kpa，而溫度的選用都有很大的不同。采用0°C的有以法國、德國、奧地利、比利時、丹麥、匈牙利、印度、印度尼西亞、意大利、日本、荷蘭、西班牙、瑞士、和南斯拉夫、巴西等十五個國家，采用15°C的有英國、美國、阿根廷、澳大利亞、加拿大、埃及、芬蘭、伊朗、新西蘭、挪威、巴基斯坦、愛爾蘭等十二個國家。俄羅斯和捷克則采用20°C和0°C，羅馬尼亞采用15°C和0°C。GB 17820的要求同香港中華煤氣公司進口南海天然氣時提出的質量標準相去甚遠，它已不適應天然氣市場的現(xiàn)狀。
（三）、GB/T13611—92《城市燃氣分類》
由于我國城市氣體燃料使用已有一百多年的歷史，在對城市氣體燃料使用的燃燒特性要求方面積累了長期的經驗。該標準是由建設部提出，由中國市政工程華北院起草的按表示氣體燃燒特性的指標——華白數(shù)和燃燒勢進行分類的國家標準。其中關于天然氣的分類如下表：
上述分類及其燃燒特性指標已考慮了在燃燒時防止產生黃焰及不完全燃燒、回火和脫火的界限條件。（分類中的“4T”是指礦井氣，“6T”是指液化石油氣混空氣，不宜包括在城市天然氣的分類指標中）三、國際標準化組織（ISO）頒布的天然氣質量指標 國際標準化組織的“ISO/TC 193天然氣技術委員會”于1993年7月15日發(fā)出“ISO/CD13868《天然氣質量指標》”文件，作為草案在ISO各成員之間傳閱并要求返回意見。當時的四川石油管理局天然氣研究所作為“ISO/TC 193天然氣技術委員會”在我國的技術歸口單位，對該草案表示了贊成意見。按ISO的規(guī)定，在至少75%的成員投贊成票后才可予以公布。1998年5月1日，正式公布了由ISO/TC 193天然氣技術委員會制定的ISO 13868《天然氣質量指標》標準。該標準給出了天然氣質量的各種參數(shù)、計量單位及ISO相關的分析試驗標準。除了正文外，還附錄了一些國家天然氣質量規(guī)范實例、互換性判斷方法、冷凝曲線、加臭等參考資料。其質量指標的具體內容如下： 1、質量指標的參比條件： 壓力 101.325 Kpa（1 atm） 溫度 288.15K（15°C） 2、質量參數(shù)：（1）天然氣組成 a. 主要組成：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷類、戊烷類、已烷加，氮氣、二氧化碳。 b. 少量組成：氫氣、不飽和烴、氧氣、一氧化碳、氦氣?！ . 微量組成：硫化氫、硫醇、二烷基硫醚、羰基硫、總硫、水。（2）天然氣性質 a. 物理性質：發(fā)熱量、華白指數(shù)、密度、相對密度、壓縮因子、水露點、烴露點。 b. 其它性質：從技術上講，天然氣不應含有液態(tài)形式的水和烴類物、不應含有影響輸送和使用的固體顆粒物以及不應含有影響輸送和使用的其它氣體。四、現(xiàn)階段我國城市天然氣質量指標的建議方案 根據(jù)我國SY 7514—88、GB 17820—1999、GB/T 13611—92和GB 13612—92多年實踐的經驗，參考已正式公布的ISO 13443、ISO 13686文件及其所附歐洲、英、美、法、德有關城市天然氣質量指標的資料，考慮到現(xiàn)階段我國城市天然氣工業(yè)的現(xiàn)狀，建議我國“城市天然氣質量指標”的方案如下：
關于建議方案的說明如下： 1、本方案參照GB/T 13611—92，對天然氣進行分類。GB/T 13611—92中的4T是用于礦井氣，6T是用于液化石油氣混空氣。由于它們的發(fā)熱量較低，因此不宜列入城市天然氣的范圍。“液化石油氣混空氣”的發(fā)熱量也可以配得較高而成為代用天然氣（SNG），此時可按它的華白數(shù)和燃燒勢來歸入上述的類別。 2、英、法、德等歐洲國家將天然氣分為發(fā)熱量較高的H類和發(fā)熱量較低的L類。
其中的L類同GB/T 13611—92中的10T類相接近，H類則同12T、13T相接近。由于12T和13T的華白數(shù)和CP變化的部分范圍中有重疊，因此是否可以將12T和13T合成一類，要進行專題研究。目前仍宜參照GB/T 13611—92進行分類，建議有關方面立題對此進行研究。
3、方案中華白數(shù)W和燃燒勢CP的計算方法采用GB/T 13611—92中規(guī)定的方法，今后在正式編制城市天然氣質量國家標準時應作正文納入。本方案未規(guī)定天然氣的發(fā)熱量及其變化范圍，因為發(fā)熱量已在分類用的華白數(shù)的計算中體現(xiàn)出來。同樣，本方案對天然氣的組分和密度及其變化范圍也未作規(guī)定，因為它也在分類用的華白數(shù)和燃燒勢的計算中體現(xiàn)出來。當然，為了明了一些，也可以規(guī)定一個天然氣的發(fā)熱量及其變化范圍，例如35.6~46.0 MJ/m3。
4、為了充分利用天然氣的資源，對于發(fā)熱量稍低于35.6 MJ/m3的天然氣，可以考慮再列一個如“9T”之類的規(guī)定，使其得到利用。當然，對此也應立題進行研究。主要是取決于我國該類天然氣的數(shù)量和產地。
5、本方案對天然氣組分中重烴（C4及C4以上）、不飽和烴和芳香烴的含量未作規(guī)定。它們的含量以及同時含有的氫、氧和二氧化碳對燃燒會產生一些不利的影響。國外對此有所研究，有些國家對此也有要求。從我國現(xiàn)狀出發(fā)，只要控制了烴露點，重烴問題可以暫不考慮。至于對燃燒和點火產生的影響，留待專題研究。
6、本方案對硫化氫含量的規(guī)定是采納GB 13611—92中的規(guī)定，對總硫（以硫計）含量的規(guī)定是采納GB 17820—1999中的規(guī)定。
7、本方案中二氧化碳的含量采納GB 17820—1999中的規(guī)定，氧氣含量的采納GB 13612—92中的規(guī)定。它們的存在，在高壓天然氣中會產生腐蝕現(xiàn)象，因此必須作為指標加以控制。如果考慮到我國的實際情況而用戶對此并不十分介意時，也可適當放寬，在方案的指標前可加一個“宜”字，留有靈活執(zhí)行的余地。
8、本方案對于氮氣未作含量的規(guī)定，它同二氧化碳和氧帶來的對發(fā)熱量和重度的影響都在華白數(shù)和燃燒勢中得到體現(xiàn)，至于對點火和燃燒的影響則暫不考慮。
9、本方案的水露點和注2、注3均采納GB 17820—1999中的規(guī)定。對于烴露點的規(guī)定主要考慮在輸配過程中避免因環(huán)境溫度的變化而導致烴類物質的冷凝析出。
10、本方案的注1采納了GB/T 13611—92和GB 13612—92中的規(guī)定。這主要是因為在一百多年的城市煤氣工業(yè)中均采納了該標準，我國的技術資料（教科書、專業(yè)技術書和文獻）中的論述和計算都采納該標準。如果要采納以20°C作標準則需換算，引起不必要的麻煩或誤解。
11、雖然在GB 13612—92中對焦油和灰塵提出應小于10mg/m3的指標，但是只要滿足在注3中提出的固體顆粒的大小和含量不影響輸送和利用，本方案就不再另作規(guī)定。
結 論
1、天然氣的燃燒特性應作為城市天然氣質量的重要指標?，F(xiàn)有的質量指標中尚需增加烴露點和氧含量等指標。
2、為了適應城市天然氣的大發(fā)展，有必要不失時機地制訂較完善的新的國家標準。
3、根據(jù)現(xiàn)行的有關天然氣質量的標準，并參考國際上的有關資料，本文提出了我國現(xiàn)階段“城市天然氣質量標準”的建議方案，僅供有關方面參考。
（ 來自 上海天然氣管網有限公司 作者：張寶隆 ）
