《氢气/掺氢管道计量系统技术要求》 团体标准解读

发布时间: [2025-09-23 08:51:52]来源: 作者:

一、标准编号及标准名称
由中国国际科技促进会归口管理、中国石油天然气管道工程有限公司提出的《氢气/掺氢管道计量系统技术要求》(T/CI 1035—2025)团体标准,于2025年6月9日正式发布实施。
二、标准制定背景
氢能作为二次能源,具有来源多样、终端零排、用途广泛等优势,对于保障国家能源安全、应对全球气候变化的双碳愿景具有重要意义。
2024年,中国风光装机已超14亿千瓦,但存在严重“弃风弃光”问题。我国风光资源主要分布在三北地区,具备大规模低成本制取“绿氢”的天然优势。绿氢是消纳富余可再生能源、实现跨季节储能的最佳路径之一。
京津冀、长三角、粤港澳大湾区等经济发达地区是氢能的主要市场。但东部缺乏大规模低成本制氢条件,本地灰氢碳排放高,蓝氢成本高且技术不成熟。
由于国内氢能资源供给侧与市场侧极度不平衡,需要大规模储运调配,因此经济高效、安全便捷的氢能储运技术已成为制约氢能发展的核心问题。在目前所有的氢能储运技术中,管道运输可大幅降低氢气输送成本,是氢气长距离输送的最佳方式,但管道输氢仍面临诸多挑战,氢气及掺氢天然气的计量问题就是其中之一。
三、规程制定的必要性
由于氢气的独特性质,导致现在主流的天然气计量交接系统在进行氢气计量时会面对众多挑战。
涡轮流量计:氢气密度非常低,会对涡轮转子的转动产生较大的影响。
超声流量计:在进行氢气测量时,超声流量计通常会面临低信噪比、高声速、信号串扰和氢渗透等挑战。
科氏质量流量计:相比于涡轮和超声等体积计量流量计,科氏质量流量计有一定的先天优势。但质量流量计在测量低密度介质和低压气体时有一定的局限性,且压损较大。
气相色谱分析仪:目前,天然气管道工程中所用气相色谱分析仪多为热导式(TCD)检测器,这种检测器通过利用氦气热导率与天然气成分的热导率存在较大差异的特点进行气体组分分析,但普通TCD型在线组分分析设备难以对氢气的组分进行分析。
量值传递与溯源:量值传递与溯源是现在面临的最大问题,国内缺少相关的检定设施,流量计无法在具有可溯源的氢气检定标准装置上进行溯源。
目前国内缺乏氢气/掺氢天然气计量系统方面的标准规范,为了规范氢气/掺氢计量系统的设计和建设,确保氢气或掺氢计量系统的准确性,制定了本标准。
四、编制过程
在编制过程中,充分考虑了标准的目的和必要性,总结了近年来国内外工程实践经验和研究成果。通过多次内部讨论、专家咨询和修改完善,最终形成了《氢气/掺氢管道计量系统技术要求》标准。
五、标准主要内容
本文件规定了氢气管道或掺氢管道的计量系统的设计、建设、发热量测量、检定或校准、出厂测试、投产运行及验收、运行、维护等方面的技术要求。适用于标准参比条件下设计通过能力不小于 100 m3/h,工作表压不低于0.1MPa的氢气或掺氢管道(3%<氢气摩尔分数≤40%)天然气计量站的贸易交接计量系统。本文件给出了不同氢气摩尔分数下的流量计选型要求;列出了气体分析系统的设置要求;给出了不同氢气摩尔分数下应采用的压缩因子计算标准;提出了计量系统建设注意事项及出厂测试规定。
六、标准实施意义
(1)填补了技术空白
国内尚无氢气/掺氢天然气计量系统技术要求方面的系统性标准,该标准的制定填补了这一技术空白,完善我国新能源标准体系的建设,为行业提供了重要的技术支撑。
(2)方便了设计选型
本标准结合目前流量计的技术发展水平和不同计量原理,给出了不同氢气摩尔分数下的流量计选型要求。在很大程度上简化了设计人员选型工作。
(3)保障了交接双方利益
本标准列出的计量系统选型规定提升了计量准确度,能够最大在最大程度上保障计量交接双方的经济利益。
(4)避免了过度设计
对于掺氢计量的情况,本标准给出了具体的氢气摩尔分数分界标准作为氢气工况和非氢气工况的分界。当处于分界标准以下,设计人员可按照普通天然气管道进行设计,分界标准以上应按照氢气工况进行设计,这种分界方法有效避免了低氢气摩尔分数下的过度设计问题。
七、主要工程实践与产业化应用
多年来,中国石油天然气管道工程有限公司(管道设计院)一直致力于长输油气管道工程以及新能源领域的专业勘察设计咨询服务。我院在2015年完成了济源-洛阳输氢管道工程,该工程全长25千米,年输氢10.04万吨,起自河南济源工业园区氢气首站,止于洛阳吉利区洛阳石化末站,主要功能是为石化行业加氢反应器提供氢气原料。通过该工程为本标准的编制提供了重要经验积累。
2025年,报批稿发布后,我院承揽了康保-曹妃甸氢气长输管道项目,管道起点位于张家口市康保县,终点位于唐山市曹妃甸区,线路全长972.7公里,设计压力7.1兆帕。该项目遵循《氢气/掺氢管道计量系统技术要求》对计量系统进行了设计。该管线建成后,将满足北京市和河北省唐山市氢气消费需求,有效实现内蒙古自治区和张家口、承德地区绿氢外送,有力推动京津冀地区氢能一体化发展,有效解决环境污染,满足节能减排的需要。

八、小结
通过制定和实施氢气/掺氢管道计量系统技术要求,不仅可以填补当前的标准空白,还可以方便设计选型、避免过度设计、保障计量交接双方的利益,为国家的新能源事业的发展提供了有力保障。