天然气取样系统性能评价方法编制说明

一、工作简况

1、任务来源

本项国家标准的制订任务来源于全国天然气标准化技术委员会国气标委[2022]4号

《关于下达全国天然气标准化技术委员会2022年标准制修订计划的通知》，天然气标委

会计划号：天202204，完成年限：2022年1月1日至2023年12月31日。

2022年10月8日国家能源局综合司文件下达计划：国能综通科技[2022]96号《国

家能源局综合司关于下达2022年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划的通

知》，计划号：能源20220076，项目名称为《天然气取样系统性能评价方法》，由全国天

然气标准化技术委员会(SAC/TC244)归口，项目下达的起草单位包括：中国石油天然气

股份有限公司西南油气田分公司、国家管网集团联合管道有限责任公司西气东输分公

司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司、中国石油化工股份有限公司天然气

分公司、中海石油气电集团有限责任公司、国家管网集团河北建投天然气有限公司、中

石油中亚天然气管道有限公司。

2、制定背景

天然气作为主要的清洁能源之一，在未来能源革命与双碳目标实现进程中将发挥重

要作用。GB17820《天然气》产品标准对技术指标的要求进一步提高，实现了与国际

水平的接轨。加强的产品质量监督促进了分析测试水平的提高，同时也应加快对代表性

样品获取方法、方式和评价技术的研究。

天然气取样标准是天然气工业的基础标准，取样是否具有代表性将直接影响到天然

气质量检测和能量测定结果的准确性。GB/T13609-2017《天然气取样导则》和GB/T

30490-2014《天然气自动取样方法》仅对取样系统的范围、原理、方法和材质等技术内

容进行了研究，而对实际应用中的取样系统，其安装位置、取样点的设计、组成环路、

运行过程以及相关的质量控制措施等方面，尚缺乏对其能否满足标准要求的评价机制，

无法对取样系统的失效情况进行有效监测。在满足管输天然气取样的基本原理并确保其

安全性的前提下，为了尽可能减少取样误差，构建一套评价取样系统技术水平的评价方

法，以当前取样系统的技术水平和应用现状为依据，明确取样系统可评价的特征或功能

的范围，着重对其进行能力属性和功能维度的划分，以此作为对取样系统进行定量评价

的依据，进而对取样系统的性能进行评定。

2

在对商品化的天然气取样系统调研发现，某些取样系统仅仅只有价格优势，取样系

统的材质和所达到的技术要求及水准之间，都有着很大的差别，因此，可能通过制定取

样系统性能评价方法，来构建出一个优质优价、优胜劣汰、公平竞争的良性市场竞争格

局。提倡企业以自身的能力水平为基础，去实施更高的技术规范，引导企业的产品不断

创新发展，让“良币驱逐劣币”，让质量高的产品成为市场上的优先选择。

3、起草过程

（1）2021年4月：向全国天然气标准化技术委员会提交了推荐性国家标准项目建议

书和草案，建议制订天然气取样系统性能评价标准；

（2）2021年9月17日：全国天然气标准化技术委员会召开了标准制修订项目立项

专家审查会。项目组汇报了立项背景、国内外标准现状、拟制订标准的主要技术内容，

经审查后，同意立项。同时专家建议标准名称由申报时的《天然气取样系统性能评价规

范第1部分：在线取样系统》和《天然气取样系统性能评价规范第2部分：累积取

样系统》两个部分合并并修改为改为《天然气取样系统性能评价方法》，并在立项建议

书补充说明立项与国家政策的相关性/国内外现状补充现有研究基础及ISO标准现状，

标准草案建议按照GB/T1.1-2020的要求修改格式，范围中明确取样系统性能评价包括

定点取样系统、在线取样系统和累积取样系统三个部分，并丰富细化标准内容；

（3）2021年11月-12月，项目组按照审查意见，补充修改立项建议书及标准草案；

（4）2022年3月14日，全国天然气标准化技术委员会国气标委[2022]4号《关于下

达全国天然气标准化技术委员会2022年标准制修订计划的通知》下达制订计划，天然

气标委会计划号：天202204。完成年限：2022年1月1日至2023年12月31日，同时

确定了由西气东输分公司南京计量研究中心的周雷作为本标准的首席审查专家；

（5）2022年3月31日，负责起草单位组织召开了《天然气取样系统性能评价方法》

标准制订工作方案审查会，会议形式采用视频会议，参加单位包括全国天然气标准化技

术委员会秘书处、国家管网集团联合管道有限责任公司西气东输分公司、中国石油天然

气股份有限公司新疆油田分公司、中国石油化工股份有限公司天然气分公司、中海石油

气电集团有限责任公司、国家管网集团河北建投天然气有限公司、中石油中亚天然气管

道有限公司，以及本标准的首席审查专家（西气东输分公司南京计量研究中心周雷）。

项目组对本标准制订项目的研究背景、研究内容、参与单位与人员的分工进行了汇报。

审查后，专家建议：尽快开展调研工作，对参考单位天然气取样系统的现状进行调研，

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以便选择合适的实验站点，并制定出详细的评价的工作方案，依据该评价方案开展对定

点、在线和累积取样系统的构成、运行、维护和质量管理等环节展开详尽的评价，以确

保取样系统能够获得具有代表性的样品，为天然气质量检验和贸易交接工作的顺利开展

提供支撑。

（6）2022年4月15日，全国天然气标准化技术委员会组织召开2022年天然气标准

制修订项目工作视频会，会上，审查了项目组的工作方案，落实任务分工，并宣贯了国

家市场监督管理局、国家能源局对标准制修订项目的上报材料、过程资料、标准制修订

项目的进度要求、工作程序和质量要求、以及首席审查专家的职责和项目管理办法，要

求项目组严格按照相关要求开展工作，提高标准工作质量和效率；

（7）2022年6月28日，国家能源局科技司采用视频线上会议方式进行了标准立项

审查，会上对项目的必要性、可行性、适用范围、拟解决的问题、同步制定为国际标准

的可行性、与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准的协调配套情况进行了汇报，

针对专家提出的与现有标准的技术差异进行了解释说明；

（8）2022年6月-8月，以ISO10715、GB/T13609和GB/T30490标准要求及技

术规范为基础，从定点取样系统、在线取样系统和累积取样系统从组成结构、各部件安

装、材质及性能、取样系统运行过程、样品代表性、准确性、系统的维护和质量管理等

几方面出发，提出定性和量化的指标，完成天然气取样系统性能评价方案的编制；

（9）2022年10月8日，国家能源局综合司下达文件：国能综通科技[2022]96号《国

家能源局综合司关于下达2022年能源领域行业标准制修订计划及外文版翻译计划的通

知》，计划号：能源20220076；

（10）2022年9月-2023年4月，牵头单位和参与单位按照评价方案，开展评价试

验，各参与单位根据自身实验现场的情况，在有条件的情况下，对定点、在线和累积取

样系统进行评价方法研究；

（11）2023年5月-6月，项目组收集评价试验资料和数据，进行评价资料的全面处

理，修改完善标准草案，并编写标准的编制说明；

（12）2023年6月，完成标准征求意见稿；

（13）2022年7月27日，西南油气田分公司节能节水计量标委会秘书组织了标准征

求意见稿草案专家审查会，来自中国石油西南油气田分公司质量安全环保处、成都天

然气化工总厂、天然气研究院的6名专家参与了此项标准审查，从标准文本格式到具体

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的技术内容，以及编制说明的内容方面提出了修改建议；

4、起草单位及起草人所作工作的说明

第一起草人：周理，中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究院，

负责项目的设计和规划，审核标准资料，指导并协调现场试验。

第二起草人：王晓琴，中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司天然气研究

院，负责评价方案的编制，组织项目工作，协调各参与单位现场试验，收集各参与单位

的现场评价资料，负责标准文本和编制说明的编写；

主要参加人员：

敬豪、王伟杰、陈勇、李晓红、曾文平、张镨：中国石油天然气股份有限公司西南

油气田分公司天然气研究院，参与现场评价试验及审查标准文本；

杨倩：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司输气管理处，负责现场试验

协调，开展现场评价实验；

游经明、黎莎：国家管网集团联合管道有限责任公司西气东输分公司，参与现场评价

实验，提供3组实验数据；

姜琛：中国石油化工股份有限公司天然气分公司，参与现场评价实验，提供2组实

验数据；

林莉莉：中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司，参与现场评价实验，提供

3组实验数据；

闫国帅：国家管网集团河北建投天然气有限公司，参与现场评价实验，提供1组实

验数据；

王华青：中石油中亚天然气管道有限公司，参与现场评价实验，提供1组实验数据；

刘冰：中海石油气电集团有限责任公司，参与现场评价实验，提供1组实验数据。

二、国家标准编制原则、主要内容及其确定依据

1、目的和意义

为了确保取样系统的有效性和可靠性，提高检测数据的测量精度和准确度，对取样

系统各部分的功能配置及取样环节进行规范评价，以保证取样系统的科学性、合理性和

代表性，填补国内对累积取样系统评价的空白，支撑产品标准GB17820-2018《天然气》

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和GB/T18603-2014《天然气计量系统》的顺利实施，并为上级主管部门及时作出决策

提供技术支持，为确保天然气产品质量监控和实施能量计量提供有效手段。

目前国内还没有相关的运行及性能评价规范，应制定相应的运行规范标准，以适应

和指导越来越多的取样系统的使用及性能评价。

2、国家标准编制原则

本文件根据ISO10715、GB/T13609和GB/T30490标准要求及技术规范为基础，

按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》、GB/T

20001.4-2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》的规定起草。同时参考了以下

标准文件，GB/T13609天然气取样导则、GB/T13610天然气的组成分析气相色谱法、

GB17820天然气、GB/T18603天然气计量系统、GB/T20604天然气词汇、GB/T

28766天然气在线分析系统性能评价、GB/T30490天然气自动取样方法、GB

3536.1-2010爆炸性环境第一部分：设备通用要求、JJG700气相色谱仪、JJG1055在

线气相色谱仪、JJF1993天然气能量计量技术规范，以及现场操作人员关于取样系统

的操作规程，为首次制定企业标准。

3、主要内容及确定依据

（1）主要内容概述

本标准主要包括6个章节，包括范围、规范性引用文件、术语和定义、取样系统性

能评价原则和技术要求、取样系统性能评价指标及程序、评价结果和时间。

（2）主要内容确定依据

①取样系统评价的范围的确定

根据ISO10715和GB/T13609等标准，对天然气进行取样分为两种方式，即直接

取样和间接取样。在取样过程中，直接取样即就是在线取样，而间接取样以分为两种，

即定点取样和累积取样。所以，在对取样系统进行评价时，评价的对象主要是定点取样、

在线取样和累积取样系统，而取样系统评价主要是针对在进行自产产品检验、天然气贸

易交接计量和输配计量过程中发生的取样行为，评价的对象主要是管道中输送的单一流

体单一气源或多气源混输的输送介质。因此，取样系统评价的范围主要涉及定点取样、

在线取样、累积取样系统性能评价的内容和方法。

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②取样系统性能评价原则的确定

在实际场站建立的取样系统（定点取样系统参见图1、在线取样系统参见图2、累

积取样系统参见图3），要从取样系统的取样位置的设计、取样点的安装、取样探针的设

计和安装、取样回路的构成和部件、取样材料的要求、取样方法的适应性、取样系统的

运行、维护和质量管理等各方面，采用符合ISO10715、GB/T1360和GB/T30490标

准的技术要求，对取样系统的运行、维护和质量管理进行全面的评价，以确保取样系统

获得代表性样品。

图1定点取样系统现场安装图

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图2在线取样系统现场安装图

图3累积取样系统现场安装图

③取样技术要求确定

关于定点、在线、累积取样系统，根据ISO10715、GB/T1360和GB/T30490标

准的规定，三个取样系统都要遵守一些技术要求，比如取样系统的取样位置设计、取样

探针安装及设计、取样探头的保温、取样系统的材料及系统构成部件的材质、取样容器

的使用、选择、安装及清洗、取样系统的密封性、取样系统工作环境和工作压力、电气

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设施的防爆及运行过程的资质和安全质量管理等，是三种取样系统的共同需求，可以对

其进行统一，形成一种通用的技术条款，为三种取样系统中所共有的各部分提供关于一

般技术要求是否符合的指导。

a)定点取样系统技术要求确定

在定点取样系统的技术要求方面，根据ISO10715和GB/T1360标准的规定，如果

要获得具有代表性的样品，那么定点取样系统的结构就必须是完整，所以，对定点取样

系统的各个组成部件进行了详细的说明，组成部件包括但不限于取样探头或压力表接

口、传输导管、减压阀、过滤器、保温设施、取样容器（钢瓶、玻璃瓶、气袋等）。此

外，以现场的取样条件为基础，规定定点取样方法可采用控制流量法、抽空容器法、预

充氦气法、移动活塞气瓶法、保温、保压法等不同方法。对于取样容器，当采集的压力

超过0.2MPa时，注意能将气袋作为取样容器。当前，天然气场站定点取样常见的容器

包括了以下几种类型：抗硫不锈钢瓶、不锈钢瓶、铝合金瓶、气袋等（参见图4）。因为

在取样容器中容易残留上一次的待测样品，所以，对于定点取样容器，必须要有一套与

之相匹配的样品清洗装置以及相应的操作规程，在高于80℃的高温下，使用氮气或空气，

以抽空排气法清洗取样容器，若取得的样品并不用于贸易交接，而是被用于自产产

图4定点采样常用取样容器

9

图5定点取样容器清洗装置及相应作业文件

品的质量检验，并且无与之相匹配的样品清洗装置，可在采样之前，用待测样品彻底冲

洗取样容器的方式来获得样品。样品清洗装置（见图5）。对定点取样系统的检验，可以

使用同时获取的在线取样的分析测试结果来对其进行验证，按照GB/T13610标准中再

现性要求，若定点取样获得的样品测试结果与在线取样获得的分析测试结果的分析偏

差，满足代表性的样品的测量误差必须在标准规定的再现性要求的范围之内，同时，根

据GB/T18603标准中对计量系统配套仪表准确度等级要求，若两个样品高位发热量的

分析误差小于1%，也可以被认为是对定点取样系统有效性的核查。在定点的采用过程中，

对人员、设备和取样过程的安全、质量应有相应的规范性要求，所以，对定点采用过程

的人员应该的符合认可的资质和授权要求，对设备进行检定校准认可要求，对操作应有

相应的操作规程，对操作现场应该有相应的安全要求，对整个定点取样过程应有相应的

质量管理规定，对定点取样过程进行规范，以保证人员、设备的安全。（相应的资质和

管理文件参见图6）

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图6现场取样人员资质、质量管理要求

b)在线取样系统技术要求确定

在取样系统的技术要求方面，根据ISO10715和GB/T1360标准的规定，如果要获

得具有代表性的样品，那么在线取样系统的结构和组成的取样环路就必须是完整，所以，

对在线取样系统的各个组成部件进行了详细的说明，组成部件包括但不限于无膜过滤取

样探头/取样探头（包括膜、过滤、减压器和出口歧管）、电加热传输导管、带过滤/分

离和电热调压器的预处理外壳、减压阀、过滤器、保温设施、惰性气体吹扫管路、自动

泄压管路、旁路管线。由在线分析组分性质不同，在线取样的探头的材质要求也不相

同，若待测组分是含硫化合物，探头的材质应该是合适的惰性或钝化材料制成（例如不

锈钢、经过硅烷化的材料），同时取样探头要能承受住管道中高速气流造成的共振、堵

塞，考虑到取样探头可经济普遍适用、安装操作方便，在线取样探头可以是在线插入/

收回型，并通过外接球阀可将取样探头从工艺管路中切断。在线取样系统的探头的材质

应由合适的惰性或钝化材料制成（例如不锈钢、经过硅烷化的材料），而且必须与管道

输送的待测组分相适应，若待测组分为含硫化合物，探头材料必须经硅烷化；取样探头

的选型应考虑到管道中高速气流造成的共振、堵塞；取样探头的结构可以是在线插入/

收回型，应通过外接球阀可将取样探头从工艺管路中切断。现场安装的在线取样探头（见

图7）。在线取样系统可以在全压或减压条件下从取样点进行气体采样，要求传输管线

图7在线取样探头现场安装图

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能够承受取样介质的压力、温度、流速冲击和腐蚀，且传输管线从采样点到分析仪

间要尽量的短，管道直径也尽量的小，但不能小于3mm，其目的是缩短停留时间。当在

线取样需要减压采样时，为避免因压力降低而导致的重烃类冷凝，需对传输管线实施伴

热处理，并设置惰性气体吹扫循环回路，为保证在线取样的安全性，在取样回路中增设

自动泄压部件。对于取样回路中，取样部件必须保证其正常工作，不能对待测样品产生

影响，不能阻塞管道，不能污染仪器。而且整个采取样系统没有渗漏、气密性好，可通

过降压试验测试，或者通过分析仪测定，取样系统无“空气”峰为原则。在线取样系统

的橇装参见图8，辅助管路参见图9。

图8在线取样系统和分析仪现场橇装图

对于在线取样系统的代表性检验，可以使用与定点取样系统相同时间的样品进行分

析，或者使用具有参考含量的标准物质，通过不同的检测方法来对比，并根据相应的检

测方法标准的再现性要求来确定，若分析测试结果的偏差在标准规定的再现性要求的范

围之内，则说明样品具有代表性。另外，还可以按时GB/T18603标准中对计量系统配

套仪表准确度等级要求，若两个样品高位发热量的分析误差小于1%，也可以将其视为对

在线取样系统有效性的核实。

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图9在线取样系统放空和进样管线

在输配场站安装的在线分析系统连续工作，必须有相应的安全、质量管理规定及保

障措施，以维护其正常运行。输配场站相应的规定制度参见图10。

c)累积取样系统技术要求确定

在累积取样系统的技术要求方面，根据ISO10715、GB/T1360和GB/T30490标准

的规定，如果要获得具有代表性的样品，那么累积取样系统的结构和组成的取样环路就

必须是完整，所以，对累积取样系统的各个组成部件进行了详细的说明，组成部件包括

但不限于取样探头、取样泵、调压器、电磁阀、控制器、气瓶压力表总成、取样瓶，

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图10在线取样系统的质量管理

（其组成构成参见图3）。为确保累积取样时采集的获取的瞬时样品与真实管路中的状态

一致，取样探针应采用带双回路的皮托型结构，且累积取样系统仅适用于单相流体混合

物，不适用于两相流体；样品以恒定的、等于或略高于管线压力的压力泵入移动活塞气

瓶或在确定的取样周期结束时达到管线压力的单腔标准气瓶（纺锤瓶）；取样回路中传

输导管，建议使用不锈钢，其外径应不大于6.25mm(1/4in)，若输送介质含有硫化合物，

则应当采用涂层和钝化材料。累积取样的方法有两种，一种方法是：若长时间内输送的

气源是单一稳定气源，且流速和组分都很稳定，可以根据时间的变化来调整采样频率；

另一种是对流量比进行累积取样，在长时间内输送的气源是多气源混输、且波动较大，

流量和组分均会随着时间而发生变化，并且伴有流量周期或间歇性停止的情况，可以根

据流量变化来调节采样频率。累积取样系统各部件的安装有一定的技术要求，控制器的

安装位置应高于取样探头，若条件允许下，应尽可能接近取样探头。安装于现场的控制

器及附属应该能够满足爆炸危险区域2区的要求，防护等级不应低于IP65的等级要求，

电气设备防爆等级不低于ExdⅡBT4。累积取样容器可依据气源的相态变化、温度、压

力、体积、材质等来选用，若气源的相态可能发生变化，或者出现了反凝析现象，可使

用体积可变容器，如恒压移动活塞式取样瓶；若气源无相态和凝析发生，则可采用体积

恒定容器，如单腔标准取样瓶。取样管线的长度应尽可能短，为了避免样品冷凝，取样

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导管和取样容器应伴热并隔热，取样容器的进气管线应从探头向上与之相连，不允许存

冷凝或积液区段；返回管线应从取样容器向下与管道低压段连接或者从双探针的返回端

连接，不允许存在冷凝和积液区段。且取样回路中不允许安装可能导致取样偏差的过滤

网或者过滤器，安装情况见图11。累积取样系统在投入运行之前必须进行气密性检查，

关断累积取样系统的进、出口阀门，并保证气体压力的差降不超过0.001MPa。对累积

取样系统的检验，可以使用同时获取的在线取样的分析测试结果来对其进行验证，按照

GB/T13610标准中再现性要求，若累积取样获得的样品测试结果与在线取样获得的分析

测试结果的分析偏差，满足代表性的样品的测量误差必须在标准规定的再现性要求的范

围之内，同时，根据GB/T18603标准中对计量系统配套仪表准确度等级要求，若两个

样品高位发热量的分析误差小于1%，也可以被认为是对累积取样系统有效性的核查。

为了确保在每个贸易交接的周期，累积取样系统有足够的样品量，且贸易交接周期结束

时能达到预设的参数，对累积取样的单次时间间隔、单次累积流量、单次取样量等参数

预设值的符合性进行验证，要求预设值与测量值之间的偏差最大应小于20%。累积取样

系统应有相应的操作规程、巡查制度、维护保养制度和质量管理规定等一系列资料性文

件，确保累积取样系统的正常安全运行。相应的质量管理资料参见图12。

图10累积取样系统取样回路设置和不同型号的累积取样系统

15

图11累积取样系统质量管理

三、试验验证的分析、预期的经济效益、社会效益

1.取样系统评价指标验证

（1）取样系统配置的完整性验证

对取样系统结构的完整性进行评价，使用现场勘验、查询档案资料的方法，对定点、

在线和累积取样系统的构成完整度和可靠性进行了记录和描述。参见表1所述。

表1实际场站取样系统结构完整性核查

取样系统

评价单位评价内容备注

类型

①A站安装了固定式取样系统，安装时间为

2022年，目前处于在用状态;

②现场查看了定点采样系统，取样位置在进

XJYT

站主干线上，取样探头接口上安装了取样阀

门和压力表，后端是全通径球阀。定点取样

系统完整。

定点取样

系统①A站定点取样系统是在博源支路计量撬后

调压撬前汇管压力表放空管处，借用该支路

上的压力表放空口取样；

JLGD

②现场查看了定点取样系统，定点取样系统

中包括取样位置、阀门、取样导管、旁通管

线、取样容器，定点取样系统完整。

现场核查了A站的在线取样系统，A站的在

线取样系统支撑在线色谱分析、水露点分析

在线取样系项目。在线取样系统包括取样点位置、取样

XQTS

统探头（膜、过滤、减压器和出口气管）、电伴

热取样导管、带过滤/分离和调压器的预处理

部件等主要部件，无惰性气体吹扫管路、旁

16

取样系统

评价单位评价内容备注

类型

路管线装置，有自动泄压装置，在线取样系

统结构完整

现场核查了B站的在线取样系统，B站的在

线取样系统支撑在线色谱分析、水露点分析

项目。在线取样系统包括取样点位置、取样

探头（膜、过滤、减压器和出口气管）、带过

滤/分离和调压器的预处理部件、电伴热取样

导管等主要部件，无惰性气体吹扫管路和自

动泄压装置、有旁路管线装置，在线取样系

统结构完整。

XQTS

现场核查了C站的在线取样系统，C站的在

线取样系统支撑在线色谱分析、水露点分析

等项目。在线取样系统包括取样点位置、取

样探头、取样导管、带过滤/分离和电热调压

器的预处理部件、电伴热取样导管、自动泄

压装置、旁路管线装置等主要部件，在线取

在线取样系

样系统结构基本完整，缺少惰性气体吹扫管

统

路。

现场核查了B站的在线取样系统，在线取样

系统支撑在线色谱分析、水露点分析、烃露

点分析。在线取样系统包括取样点位置、取

样导管、取样探头（含温控伴热带）、预处理

XJYT

箱（含两级过滤器）、智能控制系统、惰性气

体吹扫管路、自动泄压装置、旁路管线装置

等主要部件，在线取样系统结构完整。（现场

观察，在线取样系统的组成部件）

17

取样系统

评价单位评价内容备注

类型

现场核查了A站的在线取样系统，A站的在

线取样系统支撑在线组成分析、水露点分析

等项目。在线取样系统包括取样点位置、减

JLGD

压阀、电伴热取样导管、自动泄压装置、旁

路管线装置等主要部件，在线取样系统结构

完整。

现场核查了A站的在线取样系统，A站的在

线取样系统支撑在线色谱分析和水露点分析

项目。在线取样系统包括取样探头、取样导

HBJT

在线取样系管、带过滤和电热调压器的预处理部件、一

统体化电伴热取样导管、旁路管线装置等主要

部件，在线取样系统结构完整。

现场核查了A站的在线取样系统，A站的在

线取样系统支撑在线色谱分析、硫化氢分析、

水露点分析等项目。在线取样系统包括取样

点位置、取样探头（膜、过滤、减压器和出

DQJT

口歧管）、取样导管、带过滤/分离和电热调

压器的预处理部件、电伴热取样导管、自动

泄压装置、旁路管线及流量控制装置等主要

部件，在线取样系统结构完整.

现场核查了C站安装的累积取样系统，于

2023年6月份完成安装。C站的累积取样系

统支撑天然气贸易交接，随时间或流量变化

的天然气分析平均值获取。累积取样系统包

XJYT

括取样探头、取样泵、减压模块、电磁阀、

控制器、恒压取样瓶、连接管线，并由连接

管线构成取样的回路，累积取样系统结构完

整。

现场核查了A站的累积取样系统，A站累积

累积取样系

取样系统包括取样探头、取样泵、减压模块、

统

TYY电磁阀、控制器、恒压取样瓶、连接管线，

并由连接管线构成取样的回路，累积取样系

统结构完整。

现场核查了B站的累积取样系统，A站累积

取样系统包括取样探头、取样泵、减压模块、

TYY电磁阀、控制器、恒压取样瓶、连接管线，

并由连接管线构成取样的回路，累积取样系

统结构完整。

18

（2）取样系统的符合性性验证

取样系统符合性评价，使用现场勘验、查询档案资料的方法，对定点、在线和累积

取样系统的取样位置、取样点的安装位置、取样探头的安装要求、取样系统各部件的材

质及使用要求、取样容器清洁等，按照ISO10715、GB/T13609、GB/T30490标准的要

求，展开符合性评估。参见表2所述。

表2实际场站取样系统的符合性核查

取样系统

评价内容备注

类型

①取样位置设计检查：取样位置设计在DN800的管段上，弯

头下游1米处，取样地点的选择不处于盲管段中，不会受到

扰流元件的影响，取样地点操作和维护方便；②取样探头安

装核查：探头插入管道的深度满足要求；取样位置垂直安装

在水平管道的顶部，探头外部配备足够的阀门，可以将取样

导管与工艺管线断开；③取样导管：从取样探头到取样容器，

利用取样导管形成了取样回路，取样导管有加热装置，设定

的温度是20度，可根据实际情况进行调整，有放空旁路设计，

放空管线与规划的总放空管相连；④取样系统的材质：取样

探头型号为Genie755系列，材质为不锈钢，包含可调压，

定点取样系

材质为不锈钢材质。且有截断球阀、压力表，经引压管（配

统

有电伴热）连接后再次通过减压阀减压后进入取样箱。取样

容器的材质是不锈钢。⑤取样方式核查：常用的取样方式为

充气排空法；⑥取样容器清洁处理检查：有清洁的操作规程、

有专用设备及运转记录。⑦取样过程的安全防护：核查了一

次天然气组成样品取样的全过程，取样过程按南京分站制定

的现场取样操作规程执行，取样吹扫气体经旁路管线与总放

空管相连，或者是经溶液吸收放空至大气，样品取完后，在

样品瓶上贴上样品信息等标识内容，并将取样容器存放于专

用样品箱中；⑧取样系统质量管理：有取样的容器及配套设

施台账、有人员资质和设备检定校准证书。

①取样位置检查：取样位置设计在DN1000的管段上，相距阻

流元件的距离为0.28米（放空管线），取样地点的选择不处

于盲管段中，不会受到扰流元件的影响，取样位置无操作平

台，取样操作及日常维护不方便；②取样探头安装核查：色

谱分析取样探头插入管道的深度可以进行调节，且深度满足

在线取样系

要求；探头垂直安装在水平管道的顶部，外部配备足够的阀

统

门，可以将取样导管与工艺管线断开；

探头为膜过滤降压取样探头，已作降压处理，且有伴热设施

安装等；水露点分析仪取样探头插入管道的深度满足要求；

安装在水平管道的顶部，外部无足够的阀门将取样导管与工

艺管线断开，未作降压处理，且有伴热设施安装等；③取样

19

取样系统

评价内容备注

类型

系统的材质：色谱分析取样探头型号为Genie755系列，材

质为不锈钢。水露点分析仪取样探头型号为L1660，材质为不

锈钢。取样系统各部件的材质为美国swagelok的加厚壁的316

不锈钢。④取样系统质量管理：有配套设施台账、设备检定

校准证书和操作规程。

①取样位置检查：现场观察取样位置设计直管段，相距阻流

元件的距离为1.2米，现场取样位置适合取样操作及日常维

护方便。②取样探头安装核查：现场查看取样探头组成结构，，

确认取样探头安装类型为直通探头，垂直安装在出站主干线

的水平管道顶部，管径为DN400mm，探针插入管道1/2至2/3

管径处，并在同一管线上有回流管路，形成回路；③取样回

路：从取样探头到取样容器，利用取样导管形成了取样回路，

现场察看安装于现场的累积取样装置，根据取样过程中气流

的流动方向，逐一检查累积取样装置的取样探头、连接管路、

累积取样系取样控制器、取样泵和取样恒压瓶连接通道，判断取样流可

统以形成回路，取样管线的材质、尺寸、排管的走向等能满足

累积取样装置的技术要求；④取样控制器安装位置核查：取

样控制器安装高于取样探头，并有防护箱防护，与取样口距

离较短，满足要求；⑤取样系统的材质：取样探头材质均为

不锈钢316L，取样系统组成部分如取样泵、阀门、导管、接

头、单向阀、过滤器材质均为316L，取样容器的材质如恒压

取样瓶、阀门、压力表、管线、接头主体材质均为316L；⑥

现场安装的取样容器类型检查：现场采用的是活塞式取样瓶，

水平安装在保温箱中，活塞取样瓶两端压力一致，连接管线

均比较短。

（3）取样系统的一致性验证

取样系统获得样品的一致性评价，采用的是比对试验的方式，可以对获得的相同样

品进行测试后计算热值进行一致性判断。

a）定点取样系统的一致性验证

定点获取的样品经仪器分析后，与相同时间的在线样品进行比对，两个样品热值的

计算结果见表3。

表3定点取样系统一致性核查

GB/T13610再

组分名称定点，含量，y%在线，含量，y%偏差现性要求结论

硫化氢----------

氢气----------

氦气----------

20

二氧化碳0.550.550.000.07符合

氮气0.890.880.010.07符合

甲烷93.9693.980.020.30符合

乙烷3.243.230.010.10符合

丙烷0.870.860.010.07符合

异丁烷0.150.160.010.07符合

正丁烷0.180.180.000.07符合

异戊烷0.050.050.000.02符合

正戊烷0.040.040.000.02符合

己烷加0.070.070.000.02符合

高位发热量0.0%，

38.4438.440.00

值（MJ/m³）/偏差小于1%

定点取样系统与在线取样系统的样品热值计算偏差小于1%，以此方法对定点了骈

系统的代表性进行评价。

b）在线取样系统的一致性验证

在线取样分析的样品，与相同时间的定点样品进行比对，两个样品热值的计算结果

见表4。

表4在线取样系统一致性核查

GB/T13610再

组分名称在线，含量，y%定点，含量，y%偏差现性要求结论

硫化氢----------

氢气----------

氦气----------

二氧化碳1.381.360.020.10符合

氮气0.670.660.010.07符合

甲烷97.5297.550.030.30符合

乙烷0.390.380.010.07符合

丙烷0.040.040.000.02符合

异丁烷--------符合

21

正丁烷--------符合

异戊烷--------符合

正戊烷--------符合

己烷加--------符合

高位发热量0.03%，

36.4836.490.01

值（MJ/m³）/偏差小于1%

在线取样系统与定点取样系统的样品热值计算偏差小于1%，以此方法对在线取样系

统的代表性进行评价。

c）累积取样系统的一致性验证

累积取样分析的样品，与一段时间在线取样测试结果的平均值进行比对，两个样品

热值的计算结果见表5。

表4累积取样系统一致性核查

在线平均，GB/T13610再

组分名称累积，含量，y%含量，y%偏差现性要求结论

硫化氢----------

氢气0.01--0.010.02符合

氦气0.02--0.020.02符合

二氧化碳1.631.650.020.10符合

氮气0.680.670.010.07符合

甲烷97.2997.320.030.30符合

乙烷0.310.260.050.07符合

丙烷0.030.040.010.02符合

异丁烷0.010.020.010.02符合

正丁烷0.010.020.010.02符合

异戊烷--0.010.010.02符合

正戊烷--0.010.010.02符合

己烷加0.010.030.020.02符合

高位发热量0.08%，

36.3836.410.03

值（MJ/m³）/偏差小于1%

22

累积取样系统与在线取样系统的样品热值计算偏差小于1%，以此方法对累积取样系

统的代表性进行评价。

（4）累积取样预设参数的评价验证

累积取样过程中，累积取样系统预设的单次取样量及取样间隔的稳定性、重复性及

精确性与控制器、取样泵的运行特性密切相关，评价预设参数的精确性是保证累积取样

系统长期稳定运行有力保障，包括对下列参数进行评估。

a）时间比取样模式，时间间隔预设值的核查

若累积取样模式采用时间模式，取样周期为7天24小时60分60秒604800秒，

恒压取样瓶体积为500ml，若取样泵单次取样量为0.3ml，将取样瓶容积的80%作为有效

体积，当时间间隔为454秒时，累积取样器的取样泵工作一次，从管道中抓取0.3ml样

品，并将其泵入到恒压取样瓶中。所以，必须确认取样时间设定后，取样系统的控制器

能否在指定的时间内使取样泵正常工作。核查方式可采用秒表计时，在控制器设定2～3

个取样的时间间隔点，在到达预设的时间后，在现场观察采样泵的运行情况，认为确认

的数据如表5所示。

表5时间模式取样间隔核查

预设测量次数，s

时间误

序号1234567平均偏差

间隔，

值差,%

s

16059.9260.1058.759.659.559.759.359.550.450.75

21801791801781791801771791790.10.06

评价结论预设值与测量值之间误差小于1%

b）流量比取样模式，流量预设值的核查

在实际的累积取样中，由于输送的介质的组分及流量都会随着时间发生很大的变

化，因此，采用基于流量比的累积取样方式更为科学、合理。在以流量比的方式进行累

积取样时，累积取样系统的控制器设定有接收1-5V，4-20mA流量信息或与流速成比例

的脉冲流（最大30V）的部件，同时还需要一个来自外部设备的提供的流量信息，该流

量信息可以是模拟量流速（1-5V，4-20mA），也可以是来自压差传感器的平方根提取，

或者是数字量流速（流量脉冲）。其中以模拟量流速（1-5V，4-20mA）信号的应用最为

常见也是最简单的，下面以4-20mA的模拟流量信息为例，来说明使用流量模式采样的

23

操作流程。

当累积取样控制器接收1-5V电压信号时，则以250欧姆的电阻跨接在控制器的两

个流量端子间，将使电流转换成1-5V电压信号。控制器将1-5V等比转成为0-100%。对

于等比脉冲流量，每隔一秒就会从预先设定的值中减去“流量百分数”。若流量输入的

电压是3伏，则流量的百分比是50%，在1秒的间隔内，如果流量一直保持50%，那么

预设值将减去50个计数值。当预设值减为0后，一个取样周期结束，预设值将重置。

25%的流量将每秒从预设值中减去25，以此类推。举例进行说明。

例如，在某场站设置累积取样系统之前，30天内的总累积流量是200万立方米，那

么本月中某一天最大的瞬时流量10万立方米/天，可换算为：

10万方天10万方24小时60分钟60秒0.0001157万方秒

若取样容积为500ml，取样泵单次取样量为0.3ml，则取样瓶容积的80%作为有效体

积，取样泵需要运行1333次才能将累积取样容器填满，累积流量需要达到的值为：

200万方13330.15万方次。

控制器上预设的100%流量比为：

0.15万方次0.0001157万方秒100129645

即在取样期间，每间隔1秒，外部设备将电压信号值传送给累积取样系统，最大的

瞬时流量对应20mA或者5V，若瞬时流量为最大值的一半，则输入的信号为10mA或

者2.5V，就从预设值中减去50，达到最大瞬时流量时从预设值中减去100，以此类推，

当预设值减为0时，取样泵就动作一次，将单次取样量泵入取样瓶中，一个取样周期结

束，预设值将重置。

在流量比的取样模式下，验证流量预设值的方法主要有两种，一种是通过外部设备

植入的累积取样控制软件，如图12所示。利用可控软件对流量的取样数据进行验证，

结果表明，取样的预设值与软件的显示值的偏差在1%以内。另外一种核实方法是在工作

现场，在现场对外部设备（流量计算机）流量信息进行记录，当达到最大瞬时流量时，

核实控制器是否可以控制采样泵工作。

c）单次取样量和取样总量的核查

累积取样的单次取样量和取样总的核查有两种方法，一种是称量法，另一种流量法，

现将这两种方法分别介绍如下：

①称量法

24

图12流量模式取样核查界面

累积取样的模式不论是时间模式，还是流量比模式，对单次取样量和取样总量的核

查都可采用称量的方法进行核查，按累积取样系统正常操作规程进行，预设累积取样的

总量和单次取样量，取样系统工作，当达到预定的取样总量时，记录环境温度、大气压

力、气源温度、取样压力，取样泵工作次数，标识的恒压取样瓶体积量，与此同时，取

定点样品，用色谱分析仪测量后，被用来计算天然气工况下压缩因子。称量累积取样瓶

中气体的质量后，按公式（1）计算单次取样量和累积取样总量。

PVZnRT(1)

测试结果如表6所示。

表6单