ISO 69192024 冷冻碳氢化合物和非石油基液化气体燃料的测量-作为船用燃料的液化天然气（LNG）的动态测量-车对船（TTS）加油标准立项发展报告

ISO6919:2024《冷冻碳氢化合物和非石油基液化气体燃料的测量——作为船用燃料的液化天然气（LNG）的动态测量——车对船（TTS）加油》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MeasurementofRefrigeratedHydrocarbonandNon-PetroleumBasedLiquefiedGaseousFuels—DynamicMeasurementofLiquefiedNaturalGas(LNG)asMarineFuel—Truck-to-Ship(TTS)Bunkering摘要随着国际海事组织（IMO）温室气体减排战略的深入推进，液化天然气（LNG）作为船用清洁燃料在全球范围内得到日益广泛的应用。在LNG加注的多种作业模式中，车对船（Truck-to-Ship，简称TTS）加注以其灵活性高、初始投资低、适用于中小型船舶和内河/近海航线等优势，已成为当前LNG加注基础设施布局初期的关键过渡方案。然而，TTS加注作业中LNG动态计量的准确性与可靠性，长期缺乏统一的国际技术规范，制约了贸易结算的公正性和加注作业的安全性。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2024年7月2日正式发布ISO6919:2024标准，系统规定了TTS加注模式下LNG动态测量的技术要求、计量性能、校准方法和作业流程。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其行业影响，并对标准未来发展趋势作出展望。关键词：液化天然气；船用燃料；车对船加注；动态测量；计量标准；ISO6919Keywords:LiquefiedNaturalGas;MarineFuel;Truck-to-ShipBunkering;DynamicMeasurement;MeteringStandard;ISO6919一、引言1.1研究背景全球航运业承担着约90%的世界贸易运输量，同时也贡献了约3%的全球温室气体排放。面对日趋严峻的气候变化挑战，国际海事组织于2018年通过《IMO船舶温室气体减排初步战略》，明确提出到2050年将国际航运温室气体排放量较2008年水平减少50%以上的目标，并在此后进一步提出净零排放的远景规划。在此背景下，LNG凭借其成熟的产业链、较高的能量密度和相较于传统重油可减少约20%-30%二氧化碳排放、减少85%以上氮氧化物排放及几乎零硫氧化物排放的优异环保性能，被公认为当前最具现实可行性的过渡性船用清洁燃料之一。据DNV船级社替代燃料洞察平台（AFI）统计，截至2024年初，全球运营中的LNG动力船舶已超过500艘，在建订单超过300艘，LNG动力船舶的保有量和订单量均呈现快速增长态势。伴随LNG动力船队规模的扩大，LNG加注基础设施的建设需求日益迫切。在加注方式上，目前主要包括岸对船（PTS）、船对船（STS）、车对船（TTS）及罐式集装箱（ISOTANK）加注等多种模式。其中，TTS加注模式利用槽车将LNG从液化工厂或储配站运至码头，通过专用加注设备将LNG输送至船舶燃料舱，具有机动灵活、建设周期短、初始投资小等显著优势，特别适用于LNG加注基础设施建设初期的过渡阶段，以及内河、近海等中小型船舶和加注需求较为分散的港口场景。1.2问题提出然而，TTS加注模式的大规模推广应用面临一个关键技术瓶颈——LNG动态计量的标准化。与传统的静态计量方式不同，TTS加注作业通常采用低温泵或压差驱动方式，将过冷或饱和状态下的LNG从槽车储罐经低温管路输送至船舶燃料舱，整个加注过程是一个伴随气液两相流、压力波动和温度变化的复杂动态过程。在此过程中，如何确保流量计对LNG质量流量的测量精度、如何处理气化回气（BOG）对计量结果的影响、如何建立贸易交接中买卖双方认可的计量基准，均是亟需规范的技术问题。在ISO6919:2024发布之前，国际上缺乏针对TTS加注模式的专门计量标准，各加注作业方往往参照液化天然气的一般计量标准（如ISO13398）或流量计通用标准进行折算，导致计量口径不一、测量精度参差不齐，贸易纠纷时有发生。这种标准缺失的状况，不仅增加了加注作业的商业风险，也在一定程度上制约了LNG动力船舶的规模化发展。二、标准立项背景与编制历程2.1立项依据与必要性ISO6919:2024的立项基于多方面的迫切需求。首先，从国际贸易层面看，LNG作为船用燃料的跨境交易日益频繁，统一的计量标准是保障国际贸易公平性的基础条件。其次，从技术发展层面看，LNG流量计技术（包括科里奥利质量流量计、超声流量计等）在低温领域的技术成熟度已基本具备，但缺乏针对TTS加注工况的系统性技术规范。再次，从行业实践层面看，国际航运界主要利益相关方——包括船东、加注运营商、港口当局、计量检定机构等——在多次国际会议和行业论坛上一致呼吁制定专门的TTS加注计量国际标准。ISO/TC28/SC5（国际标准化组织石油及相关产品技术委员会液化天然气计量分技术委员会）在综合评估上述需求的基础上，于2019年前后正式启动新工作项目提案（NWIP），经各成员国投票表决通过后正式立项，编号为ISO6919。该标准项目由相关成员国承担秘书处工作，并组建了由来自中国、荷兰、韩国、日本、挪威、法国、美国等主要LNG加注相关国家的技术专家组成的工作组（WG）开展编制工作。2.2编制历程与主要阶段ISO6919的编制经历了国际标准制定的完整流程，包括：工作组草案（WD）阶段、委员会草案（CD）阶段、国际标准草案（DIS）阶段、最终国际标准草案（FDIS）阶段和正式出版阶段。在编制过程中，工作组充分收集和分析了全球TTS加注作业的实际案例和数据，深入研讨了动态测量中的关键技术难点，广泛征求了各国标准化组织、行业企业和科研机构的意见。经过多轮修改和完善，标准最终于2024年7月2日正式发布。三、标准适用范围与定位ISO6919:2024明确规定其适用范围为：在车对船（TTS）加注作业模式下，对作为船用燃料的冷冻碳氢化合物及非石油基液化气体燃料（主要为LNG）进行动态测量的方法与技术要求。该标准的具体适用边界包括：-加注场景：一辆或多辆LNG槽车向一艘船舶的燃料储罐进行LNG加注作业，即车对船模式；-测量对象：在加注过程中从槽车转移至船舶燃料舱的LNG质量（或换算为能量的量）；-测量方式：采用流量计进行动态测量，即在LNG流动状态下连续测量并累积计算通过管路的LNG量；-燃料类型：以甲烷为主要组分的液化天然气，亦适用于组成相近的其他冷冻非石油基液化气体燃料。需要指出的是，ISO6919:2024不适用于以下场景：（1）船对船（STS）加注模式的动态计量；（2）岸对船（PTS）加注模式的静态计量（如通过液位计测量舱容变化）；（3）LNG加注罐式集装箱（ISOTANK）的整体替换模式。这些场景分别由其他标准或标准中的其他部分进行规范。四、标准核心技术内容ISO6919:2024在技术内容上形成一个完整的TTS加注动态计量规范体系，涵盖了计量系统设计、设备要求、作业流程、性能验证等全链条环节。4.1计量系统架构标准首先规定了TTS加注动态计量系统的总体架构。一个典型的TTS加注计量系统通常包括以下功能模块：LNG流量计量模块（核心为低温流量计及其配套的整流器、温度传感器、压力传感器和密度计算模块）、气液两相流检测与处理模块（包括气相分离器或气液两相检测装置）、数据采集与处理系统（含流量计算仪/流量计算机）、以及显示与记录设备（用于打印加注单据和保存计量数据）。标准对计量系统的安装位置提出了原则性要求：流量计应安装在槽车出口至船舶燃料舱入口之间的液相管路上，并确保流量计前后具备足够的直管段长度或安装相应的流动调整器，以保证流态充分发展。温度传感器和压力传感器的安装位置应能代表流量计处的实际流体状态，以支撑密度的精确计算（依据组分信息、温度和压力，参照公认的状态方程如GERG-2008方程计算LNG密度）。4.2测量不确定度要求作为一项计量标准，测量不确定度的控制是ISO6919:2024的核心内容之一。标准对TTS加注动态测量系统的最大允许误差（MPE）提出了明确要求，将计量系统划分为不同的准确度等级并分别规定其允许误差限。一般而言，用于贸易交接的TTS加注计量系统，其测量不确定度应满足相关国际建议（OIMLR117）及法定计量要求的精度等级，通常在±0.5%至±1.5%之间（取决于系统配置和运行条件）。标准还规定了对测量不确定度的评定方法，要求各不确定度分量（流量计本身的不确定度、密度测量的不确定度、温度压力测量的不确定度、数据采集与计算的不确定度等）应进行系统分析和合成。4.3流量计选型与要求ISO6919:2024对可用于TTS加注动态测量的流量计类型及其性能要求进行了详细规定。标准重点覆盖了两类在低温LNG测量中应用最广泛的流量计：（1）科里奥利质量流量计（CoriolisMassFlowmeter）科里奥利质量流量计直接测量流体质量流量，不依赖于密度、压力、温度等参数的间接换算，且对流速分布不敏感，不需要较长直管段，是目前LNG动态测量中精度最高的流量计类型。标准对科里奥利质量流量计的传感器结构、测量管材质（通常为不锈钢或镍合金，需具备良好的低温韧性和抗热应力能力）、激振频率稳定性、压力损失限值及温度补偿算法均提出了明确要求。同时，标准规定了科里奥利质量流量计在LNG介质上的实流校准要求和出厂标定要求。（2）超声流量计（UltrasonicFlowmeter）4.4气液两相流处理TTS加注作业中，气液两相流的产生是影响计量精度的主要因素之一。在加注初期管路预冷阶段、槽车储罐内液位较低时期以及加注过程中压力波动情况下，进入流量计的流体可能出现气液两相状态。气体组分的存在会导致流量计读数出现显著偏差，尤其是对体积式流量计影响更为突出。针对这一问题，ISO6919:2024采用了"预防为主、检测为辅、处理为补"的综合技术路线：-预防措施：规定加注作业前必须对管路系统进行充分预冷，使管路温度降至LNG沸点以下方可开始计量；规定槽车出液口位置应高于储罐吸液口，以减少气体夹带；对槽车储罐的最低允许液位进行限定，防止加注末期出现涡旋吸气现象。-检测措施：要求在流量计上游配备气液两相检测装置（如电导式或电容式气液两相探测器、透明视镜等），以便及时发现气液两相流状态。-处理措施：标准规定，当检测到气液两相流时，相应时间段内的计量数据应标记为无效，该时段的加注量应通过其他方式（如储罐液位变化或槽车称重变化）进行核算；严重情况下应中止加注作业。此外，标准还允许在管路系统中设置气液分离器，在气相含量达到一定阈值时自动切换至回气管路。4.5温度与压力补偿由于LNG的密度随温度变化敏感，温度和压力的精确测量与补偿是保证计量精度的重要环节。ISO6919:2024规定，LNG密度应根据实时测量的温度和压力，结合已知的LNG组分信息（通常由气相色谱分析获得），采用公认的热力学状态方程进行计算。标准引用了国际通用的GERG-2008（天然气及其他燃烧气体精确表征的参考状态方程）等计算方法。对于无法获得精确组分信息的情况，标准给出了基于典型LNG组分的默认密度计算方法。4.6数据采集与处理系统标准对数据采集与处理系统提出了明确的功能要求。流量计算机应具备至少以下功能：实时采集流量计、温度变送器、压力变送器输出的信号；对流量信号进行温度、压力补偿计算；完成质量流量的累积计算；存储一定时限内的测量数据（包括原始数据和修正后数据）；打印包含加注时间、加注量、流量计读数、温度压力平均值、买卖双方信息等内容的标准加注单据。此外，标准要求流量计算机具备数据安全保护功能，防止测量数据的非授权修改。标准还对电子计量设备提出了计量法制要求，即符合OIMLR117等国际建议的计量性能与软件要求。4.7加注作业程序为确保计量结果的准确性和可追溯性，ISO6919:2024对TTS加注作业的全过程程序提出了规范化要求，包括：-加注前的准备程序：检查槽车的计量系统检定证书是否在有效期内；确认管路连接正确且无泄漏；进行系统气密性检查；记录加注前槽车储罐的初始参数。-预冷与稳定程序：缓慢开启阀门进行管路预冷，预冷速度应控制在不产生过大热应力和两相流的范围内；在预冷完成后使流量计达到温度稳定状态，进行零点校验。-加注与计量程序：按规范操作阀门，控制加注速率在设计范围内；持续监控系统运行状态和各项参数；记录异常情况下的计量数据处理措施。-加注完成与收尾程序：在达到预定加注量后按顺序关闭阀门；记录加注后各设备状态参数；打印加注单据并由双方确认签字。4.8校准与检定要求标准对TTS加注计量系统的校准和检定提出了双重要求：-首次检定与后续检定：计量系统在投入使用前应通过首次检定，确保其计量性能符合标准要求；投入运行后，应按照规定的周期（通常为一年）进行周期性检定。检定内容主要包括流量计的示值误差、重复性和稳定性。-在线校准：考虑到TTS加注作业的连续运营需求，标准允许采用在线校准方式（如使用移动式标准流量计串联比对），以减少检定对作业的影响。标准规定了在线校准的操作方法和判定准则，以及流量计的最大允许误差标准。标准还要求使用LNG（或特性相近的低温液体如液氮）作为校准介质。标准不允许采用水或常温液体进行校准后换算至LNG工况的做法，因为低温效应对流量计测量性能的影响无法通过常温校准可靠地换算。考虑到实流校准的成本与难度，标准建议采用经准确控制的称重法（质量法）为标准装置，溯源到国家质量基准。五、主要参与单位介绍ISO6919:2024的编制汇聚了全球LNG加注领域主要技术力量和研究机构的共同努力。在众多参与单位中，荷兰国家计量研究院（VSL，VanSwindenLaboratorium）作为LNG计量溯源领域的权威机构，在本标准编制过程中发挥了关键的引领作用。VSL是荷兰的国家计量院，成立于1918年，总部位于代尔夫特，是国际计量领域具有重要影响力的机构之一。作为《米制公约》框架下的成员国国家计量院，VSL建有完善的流量计量基准体系，尤其在液化天然气和低温流体计量领域积累了深厚的技术底蕴。VSL建有全球少数几个具备LNG实流校准能力的大型低温流量校准装置，可对口径从DN25至DN200的低温流量计进行以质量法为基准的实流校准，其测量不确定度达到世界领先水平（质量流量测量不确定度优于±0.15%）。在本标准编制过程中，VSL的专家团队贡献了以下关键技术与研究成果：（1）低温流量计校