2022年10月，国家市场监督管理总局发布了天然气能量计量技术规范（JJF1993-2022）；该技术规范由中国计量科学研究院起草，参加起草的还有中国石油西南油气田分公司天然气研究院、中石化天然气分公司等8个单位。
笔者认真拜读了JJF1993-2022后，感觉到有一系列迷惑不解之处，特列举部分于后，就教于该技术规范的起草者，请不吝赐教。不当之处，则敬请批评指正。
1．以JJF1993测定的天然气能量计量结果是否属于法制计量范畴
根据商品天然气供出热量计算公式E=H×Q，天然气发热量单位H的测量误差及其不确定度与气体体积流量Q的测量不确定度，同样对能量计量测量结果的（总）不确定度有重要影响。当前我国能量计量的现实情况是：在天然气体积流量Q的量值测量方面，中国石油天然气集团公司根据我国输气规模、管理模式和技术要求，已经建成了适合我国国情的m-t法原级（基准）装置和音速喷嘴次级（标准）装置。在设计压力为10MPa和4 MPa的工况下，其测量不确定度分别达到0.05%~0.10%和0.5 %的国际先进水平，形成了较完善的量值溯源体系；并已经列入法制计量范畴。
但在天然气且发热量测定方面，虽然已发布了一系列有关天然气发热量直接和间接测定方法的国家标准，然而执行这些标准涉及的有关术语及定义的规范、溯源链结构的架构、标准方法的确认、标准气混合物（RGM）的研制，以及测定结果的不确定度评定等等方面，与国外先进水平相比尚有较大差距；近年来的技术进步则基本上乏善可陈。
根据我国计量法规的规定，由于目前我国天然气体积计量已经属于法制计量，因而在我国全面实施能量计量后，用于天然气发热量直接测定的基准方法——热量计（法）也应列入法制计量的范畴。由此可见，在天然气发热量法制计量体系得到充分完善前，能量计量的计量管理还存在有一定缺陷。因此，当前我国推广实施天然气能量计量的技术障碍主要在发热量测定方面；尤其是作为气体燃料发热量测定基准装置的0级热量计的建设与应用，将是近期内亟待解决的关键技术。
2．我国是否已经建立了较完善的能量计量标准体系
2019年5月国家发展和改革委员会等四部委联合发布了油气管网设施公平开放监管办法，要求在该办法实施之日起，两年之内建立天然气能量计量体系。近期发表的文献[1]中提出：中国天然气能量计量体系基本满足实施天然气能量计量的要求。笔者认为此观点对天然气体积计量而言完全准确；但对天然气发热量直接和/或间接测定方面与国外先进水平相比则尚存在较大差距。尤其在若干关键ISO标准（或工作报告）的转化与宣贯方面还存在非常明显的不足之处，亟待进一步改善。
同样，文献[1]在涉及体积流量计量标准化方面的论述比较全面而准确；但在天然气发热量测定标准化方面的论述则乏善可陈。参照国外有关发展经验，除了如GB/T22723之类的管理型标准外，至少应转化并大力宣贯如表1所示一系列关键的ISO技术文件，才能全面指导我国能量计量领域的技术进步。
3．是否正确理解了ISO 15971提出的燃烧式热量计的分级建议
ISO15971规定天然气热量计分为间歇式和连续式两大类，前者可以在检测和校准实验室内用作标准装置，后者则为现场使用的检测仪器。
ISO 15971的3.3节提出了一个按测量不确定度（在包含因子k=2，包含概率=0.95条件下）对燃烧式热量计进行分级的建议。对ISO15971中涉及测量不确定度和测量误差的有关术语及其定义说明如下：
（1）测量不确定度（uncertainty，简称不确定度）是指根据所得到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数；故不确定度不应以负值表示；且不确定度通常以相对标准不确定度表示，故一般也没有单位。
（2）当测量不确定度以扩展不确定度（U）的形式表示时，应示出其包含因子(k)和包含概率。例如，ISO15971提出的热量计分级建议均假定测量所得数据呈正态分布，故k=2；包含概率则规定为0.95。因此，规范的表示方式应为：1级热量计的U≦0.25%（k=2）。
（3）当前在讨论仪器不确定度的文献中，准确度（accuracy）仅用于表示测量仪器的精度等级。例如，美国国家标准局1956年研制成功的Cutler-Hammer 热量计，其扩展不确定度为≦0.25%（k=2），故该仪器的准确度等级为0.5%（级），符合国家标准天然气计量系统技术要求(GB/T18603-2014)规范性附录B中，对A级计量系统实施能量计量时配套使用的在线热量计规定的准确度要求。
（4）测量误差（error）是指测得的量值减去约定真值。例如，国家计量技术规范JJF412-2005规定水流式气体热量计的扩展不确定度为≦0.50%( k=2)，其准确度等级为1.0%；在测定高位发热量约40MJ/m3的天然气时，其测量误差为≦±0.2 MJ/m3。
根据上述定义，ISO15971对热量计分级的建议可归纳为表2所示。但必须强调指出：根据测量不确定度对燃烧式热量计进行分级仅仅是个建议。它与国际标准天然气分析溯源准则(ISO 14111)规定的标准气混合物（RGM）应分为基准级→论证级→工作级等3个级别的溯源链完全不同。它也与我国目前已基本与国际接轨的天然气流量计量基（标）准装置分为原级→次级→工作级等3个级别的溯源链并无关系。表2中除0级热量计是实验室测定用基准装置外，其它3个级别都是供现场连续测定的商用记录式热量计，它们均不是计量学上定义的标准装置。因此，0级热量计（基准装置）与1级~3级商用连续记录式测定装置之间，以及它们相互之间都不存在逐级检定的量值传递或溯源关系。由此可见，文献[1]图1中所示的溯源/量传链都不能成立（参见图1）。
4．是否正确理解了燃烧式热量计0级热量计的不同溯源方式
根据ISO技术报告天然气分析用气体标准物质的确认（ISO/TR24094）的规定，0级热量计以电学方式向SI制单位焦耳（J）溯源；然后以纯甲烷或标准气体混合物（RGM）进行量值传递或溯源。例如，测定天然气发热量常用的水流式热量计是以5个9的纯甲烷进行标物溯源（校准）。ISO15971天然气发热量与沃泊指数的测定规定的1级~3级热量计同样也是以纯甲烷校准。因此，目前天然气热量计的量值溯源是采用纯甲烷或RGM。德国联邦物理技术研究院（PTB）在量值传递与溯源的过程中，采用称量法制备的RGM与基准热量计进行比对，从而将这两种溯源方式结合使用的方式值得借鉴（参见表3）[2]。
5．是否正确理解法制计量与0级热量计之间关系
法制计量是保证公众安全、国民经济和社会发展，根据法制、技术和行政管理的需要由政府或官方授权进行管理的计量。包括对计量单位、计量器具（特别是计量基准和标准）、计量方法测量不确定度都有明确规定和具体要求。同时，如果想将天然气发热测定列入法制计量范畴，必须先建设其计量基准装置。
发热量计量单位焦耳（J）属SI制导出量单位，其计量基准是0级热量计；后者通过电学校准方法直接溯源至SI制单位焦耳（J）。目前建于欧洲的3套0级热量计的扩展不确定度（U，k=2）均已经达到了优于0.1%水平，主要用于科研与确认发热量基础数据。国家计量研究院由氧弹式热量计改装而成的0级热量计，虽然也属于双体等环境式，但它测定的是定容（体积基）发热量，将其换算为质量基发热量时会产生较大的不确定度，故目前U（k=2）只能达到0.6%的水平，估计也很难再进一步改善。因此，建设一套扩展不确定度U（k=2）能达到优于0.35%的、可用以确认能量计量用RGM的0级热量计，是当前亟待完成的一项基础性研究工作[3]。
参考文献
[1] 黄维和 段继芹 常宏岗等，中国天然气能量计量体系建设探讨，
天然气工业，2021，41（8）：186
[2] 高立新 陈赓良 李 劲等，天然气能量计量的溯源性，
北京：石油工业出版社（2015）
[3] 周 理 蔡 黎 陈赓良，天然气气质分析与不确定度评定及其标准化，
北京：石油工业出版社（2021）
表1 有关天然气发热量测定的关键ISO文件
表2 天然气（发热量直接测定式）热量计的分级建议
表3 德国天然气能量计量的溯源链
图1 文献[1]所示的发热量直接测定水平对比图
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