摘要：基于LNG是低溫易揮發(fā)的烴類(lèi)混合物，為公平起見(jiàn)，LNG國(guó)際貿(mào)易均采用能量作為最后的結(jié)算依據(jù)，因此獲取準(zhǔn)確的交接量及組分?jǐn)?shù)據(jù)是貿(mào)易交接開(kāi)展的基礎(chǔ)。首先系統(tǒng)介紹貿(mào)易計(jì)量交接各環(huán)節(jié)流程，從技術(shù)層面上分析影響貿(mào)易交接順利進(jìn)行的相關(guān)因素，主要包括卸貨前分析計(jì)量設(shè)備適用性檢驗(yàn)、樣品采集流程、分析步驟及取樣分析使用標(biāo)準(zhǔn)等； 其次結(jié)合近年來(lái)貿(mào)易交接常見(jiàn)問(wèn)題，主要是不同船型船壓控制、取樣或分析爭(zhēng)議判定等提出相應(yīng)解決措施；最后基于國(guó)情提出發(fā)展建議，可為其他接收站提供參考依據(jù)。

0 前言

從世界范圍來(lái)看，LNG 貿(mào)易交接已形成一套統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化流程。基于LNG 低溫、易揮發(fā)的特點(diǎn)，LNG計(jì)量目前尚不能簡(jiǎn)單地用流量計(jì)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì)其靜態(tài)測(cè)量方式進(jìn)行了詳細(xì)闡釋。與大宗油品靜態(tài)計(jì)量類(lèi)似，LNG 到港靜態(tài)計(jì)量是依靠船上的船載卸貨計(jì)量系統(tǒng)（CTMS 系統(tǒng)） 自動(dòng)記錄船艙液位繼而換算成船艙體積，通過(guò)船艙橫、縱傾等其他修正自動(dòng)核算體積，再利用密度計(jì)算其質(zhì)量，由于不同氣源的天然氣組分不同、熱值不同，為公平起見(jiàn)，LNG國(guó)際貿(mào)易均采用能量作為最后的結(jié)算依據(jù)，因此在LNG貿(mào)易交接中，獲取代表性樣品并精確測(cè)定出樣品組分是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

1 體積測(cè)量

1. 1 卸貨船上計(jì)量設(shè)備適用性的檢驗(yàn)

基于LNG的特殊性，船上計(jì)量?jī)x表必須在設(shè)計(jì)階段就得到由各相關(guān)方同意的工業(yè)認(rèn)可權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定認(rèn)證證書(shū)。在計(jì)算卸貨數(shù)量之前，檢驗(yàn)人員需要檢驗(yàn)艙容表、液位、溫度以及壓力測(cè)量系統(tǒng)是否進(jìn)行有效標(biāo)定且標(biāo)定日期是否過(guò)期，誤差范圍是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍等。各儀表測(cè)量精度見(jiàn)表1。

1. 2 體載體積量的確認(rèn)

CTMS系統(tǒng)自動(dòng)記錄船艙液位，校正船舶橫、縱傾對(duì)液位造成的影響，自動(dòng)核算LNG體積。與此同時(shí)，檢驗(yàn)人員也可以利用現(xiàn)場(chǎng)獲取的浮子液位計(jì)讀數(shù)，對(duì)照船方提供的艙容－液位對(duì)照表查詢(xún)相關(guān)數(shù)據(jù)并直接計(jì)算LNG體積，進(jìn)而對(duì)CTMS系統(tǒng)自動(dòng)核算的LNG體積進(jìn)行校核，卸載的LNG體積量由卸載起始與結(jié)束的LNG船艙總體積量差值決定。CTMS系統(tǒng)在記錄船艙液位的同時(shí)記錄氣液相溫度、船艙壓力等重要參數(shù)，這些參數(shù)會(huì)被用于計(jì)算最終的卸載能量。LNG船舶到港計(jì)量交接流程見(jiàn)圖1。

2 取樣及品質(zhì)檢定

2. 1 卸貨前分析計(jì)量設(shè)備適用性的檢驗(yàn)

分析計(jì)量設(shè)備投用前，檢驗(yàn)人員必須檢驗(yàn)化驗(yàn)室氣相色譜儀、化驗(yàn)室氣相色譜儀用的標(biāo)準(zhǔn)氣、在線取樣器和在線氣相色譜儀是否經(jīng)過(guò)有效標(biāo)定，核實(shí)標(biāo)定單位名稱(chēng)及資質(zhì)文件，標(biāo)定日期是否過(guò)期，誤差范圍是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)范圍等。檢驗(yàn)氣相色譜儀的狀態(tài)是否良好，并用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行標(biāo)定，以確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2. 2 取樣

LNG 代表樣本將依照ISO 8943－2007（E）《冷凍液態(tài)輕烴輕質(zhì)流體—液化天然氣連續(xù)取樣方法》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ISO 8943－2007）規(guī)定或依照買(mǎi)賣(mài)雙方的等效共識(shí)，在平穩(wěn)的卸載過(guò)程中獲得。需采取預(yù)防措施避免LNG樣本在被送達(dá)蒸餾器之前任何一部分樣本發(fā)生汽化。采樣點(diǎn)位置、采樣探測(cè)器、采樣點(diǎn)及蒸餾器之間的管道安排、蒸餾器及相關(guān)控制設(shè)備根據(jù)ISO 8943－2007標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。主要控制點(diǎn)：

1）取樣區(qū)間僅是卸貨速度達(dá)到全速后的一段時(shí)間，不包括最初開(kāi)始時(shí)流量急劇增大和停止前流量降低的時(shí)間。

2）在取樣期間，由于船上泵或緊急切斷閥啟動(dòng)，造成LNG輸送線的壓力和流量發(fā)生突然變化時(shí)，則應(yīng)停止取樣，直到LNG流量恢復(fù)正常再取。

3）為防止在線取樣系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還需進(jìn)行手工取樣，即在卸貨速度達(dá)到全速后，每隔1 h 采取1個(gè)樣品。

4）1個(gè)有代表性的樣品需封存30 d或其他約定時(shí)間，如有爭(zhēng)議的樣品，需保存到買(mǎi)賣(mài)雙方一致同意處理的期限為止。

LNG取樣區(qū)間示意圖見(jiàn)圖2。

2. 3 品質(zhì)分析

品質(zhì)分析目前國(guó)內(nèi)比較通用的是離線分析法，即通過(guò)在線取樣裝置，將少量汽化后的LNG通過(guò)樣瓶收集后，在實(shí)驗(yàn)室利用氣相色譜分析儀對(duì)其進(jìn)行品質(zhì)分析，主要控制要點(diǎn)如下：

1）離線分析法應(yīng)遵循國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)GPA 2261《利用氣相色譜儀分析天然氣和類(lèi)似氣體混合物》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)GPA 2261）或買(mǎi)賣(mài)雙方達(dá)成一致的其他國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。

2）最后的分析結(jié)果保持在GPA 2261可重復(fù)性寬限范圍內(nèi)。

3）確認(rèn)分析結(jié)果的再現(xiàn)性是否符合標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的誤差范圍。

4）對(duì)比手工取樣樣品的分析結(jié)果與在線樣品的分析結(jié)果。

5）相關(guān)利益方代表應(yīng)對(duì)組分?jǐn)?shù)據(jù)簽字確認(rèn)。

3 貿(mào)易交接關(guān)鍵點(diǎn)控制

3. 1 卸船期間壓力控制

壓力控制是影響卸貨正常進(jìn)行的關(guān)鍵，關(guān)系到卸貨效率及卸貨安全。船舶到港前，岸方通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)負(fù)荷控制儲(chǔ)罐壓力，船方則通過(guò)蒸發(fā)氣（BOG）處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)船艙壓力。卸貨期間，船岸兩側(cè)氣相空間通過(guò)氣相臂連通以保證壓力穩(wěn)定，卸貨順利進(jìn)行。

3. 1. 1 正常工況

通常情況下，在卸貨伊始，卸貨泵逐漸開(kāi)啟，卸貨流量逐步增大，船艙氣相空間增大導(dǎo)致壓力迅速下降，此時(shí)需由岸方通過(guò)氣相臂向船艙補(bǔ)壓，以保證貨艙壓力平衡。當(dāng)岸方BOG不足以補(bǔ)充船艙壓力時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減小卸貨速率，避免引發(fā)船艙低壓報(bào)警或緊急切斷（ESD）連鎖關(guān)斷。此外，也可通過(guò)接收站外輸高壓天然氣直接對(duì)船艙補(bǔ)壓，滿(mǎn)足船艙壓力平衡。若卸船前，岸方壓力較高，則卸貨初始階段，岸方儲(chǔ)罐會(huì)通過(guò)氣相臂向船艙排氣。

3. 1. 2 非正常工況

目前，LNG船隊(duì)主要有3種船型，即常規(guī)船、Q-Flex和Q-Max型（Q-Flex 和Q-Max型統(tǒng)稱(chēng)Q型船）。LNG船型及主要參數(shù)見(jiàn)表2。

不同船型的BOG處理裝置不同，Q型船BOG處理方式為開(kāi)啟再液化系統(tǒng)將BOG液化后返回船艙，常規(guī)船則通過(guò)氣體燃燒裝置（GCU）處理BOG，按照行業(yè)慣例，為保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，在卸貨前應(yīng)關(guān)閉任何影響計(jì)量的裝置以保證船艙處于密閉、穩(wěn)定狀態(tài)，包括再冷凝裝置（Q型船）及GCU（常規(guī)船）等，再冷凝裝置啟停需要1.5～2 h，且在再液化裝置及GCU關(guān)閉期間，卸貨期間儲(chǔ)罐壓力較難控制，若卸貨期間，作為船岸壓力調(diào)控系統(tǒng)的接收站BOG處理系統(tǒng)出現(xiàn)故障，極易造成船岸兩側(cè)同時(shí)超壓，極大威脅卸貨安全，參考國(guó)際上其他國(guó)家卸船操作流程并通過(guò)國(guó)內(nèi)接收站實(shí)際操作驗(yàn)證，以下方法在很大程度上既可保證計(jì)量公平又可確保壓力穩(wěn)定：

1）對(duì)于Q型船：在預(yù)冷、卸貨加速或減速、吹掃等時(shí)段保持再液化裝置處于開(kāi)啟狀態(tài)能有效控制船艙壓力，卸貨操作更安全。

方案一：在卸貨前計(jì)量時(shí)，再液化裝置處于開(kāi)啟狀態(tài)；卸貨前計(jì)量完成且艙壓穩(wěn)定后，船方可關(guān)閉再液化裝置； 在卸貨減速前1 h逐步開(kāi)啟再液化裝置；卸貨后計(jì)量時(shí)，再液化裝置處于開(kāi)啟狀態(tài)并與卸貨前計(jì)量的狀態(tài)保持一致。

方案二：再液化裝置在整個(gè)卸貨作業(yè)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，卸貨前計(jì)量和卸貨后計(jì)量時(shí)，再液化裝置狀態(tài)保持一致。

優(yōu)化后卸貨流程圖見(jiàn)圖3。

2）對(duì)于常規(guī)船：在消耗BOG能夠精確計(jì)量的前提下，可以允許常規(guī)船燃燒BOG或者使用BOG作為燃料，特別是在出現(xiàn)LNG船艙壓力過(guò)高等應(yīng)急情況下，允許LNG船消耗BOG，可有效地控制BOG壓力。

BOG消耗量應(yīng)按照純CH4的單位質(zhì)量熱值計(jì)算或其他雙方認(rèn)可的方式計(jì)算，并從卸貨總熱值中扣除。

3. 2 取樣或分析爭(zhēng)議判定及解決思路

根據(jù)相關(guān)合同及行業(yè)慣例，在取樣或分析失敗等無(wú)法獲得精確組分的情況下，取歷史5船及以上相同貨源地、船型、運(yùn)距條件下的LNG樣品分析結(jié)果或經(jīng)貿(mào)易雙方同意的預(yù)估天然氣組分?jǐn)?shù)據(jù)作為結(jié)算依據(jù)。但這種方法局限性較大，如何判定出現(xiàn)有效的爭(zhēng)議并且怎樣有效解決爭(zhēng)議是個(gè)亟待解決的問(wèn)題，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，可在一定程度上合理判定及解決爭(zhēng)議。

3. 2. 1 構(gòu)建老化模型并預(yù)測(cè)卸貨總熱值

LNG是一種多組分混合物，在常壓低溫運(yùn)輸環(huán)境下，沸點(diǎn)較低的N2與CH4等會(huì)優(yōu)先蒸發(fā)出來(lái)，導(dǎo)致LNG組分和密度發(fā)生改變，且隨著船行天數(shù)及儲(chǔ)存溫度等的不同而不同，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為L(zhǎng)NG老化。

利用統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)同一貨源地貨物在相同船型運(yùn)輸條件下LNG組分、蒸發(fā)率及熱值變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，構(gòu)建老化模型，監(jiān)測(cè)卸載港組分、熱值變化值是否落在質(zhì)量控制的合理范圍，以便對(duì)裝載港、卸載港的檢驗(yàn)計(jì)量設(shè)備工作情況與貿(mào)易過(guò)程中的檢驗(yàn)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

3. 2. 2 分析能力驗(yàn)證

實(shí)際交付熱值超出了老化模型預(yù)測(cè)熱值不確定性的允許范圍，則由獨(dú)立第三方對(duì)買(mǎi)賣(mài)雙方取樣分析能力開(kāi)展驗(yàn)證，包括對(duì)分析儀器的標(biāo)定數(shù)據(jù)、標(biāo)氣數(shù)據(jù)及取樣系統(tǒng)穩(wěn)定數(shù)據(jù)等進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，確定進(jìn)一步解決方案。

4 結(jié)論

中國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)起步晚，相應(yīng)的配套設(shè)備設(shè)施、人才隊(duì)伍建設(shè)、質(zhì)量管控體系建設(shè)等均與國(guó)外有較大差距，尤其表現(xiàn)在貿(mào)易交接上。本文結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同船型船壓控制、取樣或分析爭(zhēng)議判定等進(jìn)行研究，并提出針對(duì)性解決措施。目前，中國(guó)海洋石油正利用其先行先發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)研究不同LNG船型的結(jié)構(gòu)、BOG處理方式及對(duì)應(yīng)配備的計(jì)量?jī)x器逐步完善卸船作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程，，通過(guò)構(gòu)建資源池“大數(shù)據(jù)模型”，研究不同船型、氣源地組分變化規(guī)律構(gòu)建爭(zhēng)議解決機(jī)制，確保貿(mào)易交接順利進(jìn)行。（來(lái)源：《天然氣與石油》，2017年03期）

本文作者

牛斌 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司浙江貿(mào)易分公司

陶克 中海浙江寧波液化天然氣有限公司