LNG加氣機現(xiàn)場檢定方法的解析

張　攀　李默然 / 河南省周口市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試中心

LNG加氣機現(xiàn)場檢定方法的解析

張攀李默然 / 河南省周口市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試中心

LN G加氣機現(xiàn)場檢定是一種尚處在發(fā)展階段、發(fā)展不夠成熟的新型計量器具，而且其還具有較大的難度。為了使LN G加氣機產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展得以推動，必須對LN G加氣機現(xiàn)場檢定方法的研究力度加大，從而對適合我國國情的、行之有效的LN G加氣機現(xiàn)場檢定方法開發(fā)出來。本文就簡要的概述了LN G加氣機的組成、控制原理及工作流程，并比較了對稱重法和標準表法，以期對同仁有所助益。

LN G加氣機；現(xiàn)場檢定；方法研究

引文

液化天然氣（Liquified Natural Gas，簡稱LNG），被公認為“地球上最干凈的能源，它是繼壓縮天然氣之后的另一種清潔燃料，具有無色、無味、無毒且無腐蝕性等諸多優(yōu)點。目前，LNG以動力燃料的形式被廣泛應(yīng)用于我國城市公交汽車與長途運輸車上。作為一種貿(mào)易結(jié)算的計量器具，LNG加氣機主要用于LNG的加注和加注量的計量。由于LNG加氣機是一種尚處在發(fā)展階段、發(fā)展不夠成熟的新型計量器具，現(xiàn)場檢定具有相當難度，而我國計量法規(guī)定，必須定期對LNG加氣機進行周期檢定。因此，必須加大LNG加氣機現(xiàn)場檢定方法的研究力度，開發(fā)出適合我國國情的、行之有效的LNG加氣機現(xiàn)場檢定方法。

一、LNG加氣機工作原理

（一） LNG加氣機組成

作為一種貿(mào)易結(jié)算的計量器具，LNG加氣機主要由①LNG質(zhì)量流量計；②機殼、閥門與管路系統(tǒng)；③數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、防爆電源等電氣系統(tǒng)等三部分組成。

（二） LNG加氣機控制原理

依據(jù)直接測量流體質(zhì)量的測量原理，LNG加氣機能夠準確計量經(jīng)過LNG加氣機而充入儲氣瓶內(nèi)的LNG液量。借助先進的測控技術(shù)，LNG加氣機能夠?qū)崿F(xiàn)對整個計量過程的自動化控制，同時通過LNG加氣機顯示屏直觀、清晰的顯示相關(guān)計量信息（如LNG流量、單價、金額以及加氣累積量等），并通過計算機實現(xiàn)遠程通信和中央管理，其控制原理示意圖如圖1所示。

（三）LNG加氣機工作流程

LNG加氣機的工作流程主要是依據(jù)流經(jīng)加氣機的流體狀態(tài)所定，其大致工作流程圖如圖2所示。

第一步：將加液槍頭安插至汽車儲氣罐的進液口，同時將回氣槍頭安插至汽車儲氣罐的出氣口，啟動加氣機，開始加注LNG。第二步：當加氣機進入小循環(huán)狀態(tài)時，流經(jīng)液相流量計的LNG為氣-液混合相，此時的流量計無法進行準確計量。此時開啟控制閥2，關(guān)閉控制閥1，使LNG經(jīng)液相流量計、控制閥2返回至加氣站中。這時流量計的主要功能在于測量流體狀態(tài)，并不參與計量。第三步：當流經(jīng)液相流量計的LNG完全為液相時，關(guān)閉控制閥2，開啟控制閥1，開始向汽車儲氣罐中加注LNG。而小循環(huán)時間的長短取決于流過液相流量計的流體狀態(tài)。

二、LNG加氣機檢定方法

目前，根據(jù)LNG的特性以及量值溯源原理，主要采取稱重法與標準表法兩種方法來判定LNG加氣機的準確度。業(yè)內(nèi)人士都清楚，LNG溫度極低，具有可燃性，并且容易氣化。檢定時，幾乎不可能全部回收LNG加氣機加注出來的LNG，只能放空。雖然處理流程順利，但容易產(chǎn)生安全問題和大氣污染問題。因此嚴格來講，稱重法一般是實驗室檢定的通用辦法，而現(xiàn)場檢定則推薦采用標準表法。由于本文的研究重點在于“LNG加氣機的現(xiàn)場檢定”，故下文將重點論述基于標準表法的LNG加氣機的現(xiàn)場檢定方法及技術(shù)措施。

三、基于標準表法的LNG加氣機現(xiàn)場檢定方法

（一）標準表法檢定LNG加氣機的工作原理圖

基于標準表法的LNG加氣機的現(xiàn)場檢定工作原理參見圖3。

（二）具體的檢定方法

根據(jù)LNG加氣機的實際操作過程，標準表法可進一步分為啟停法與動態(tài)法，以下是其檢定原理。

1.啟停法。

所謂啟停法，就是對加氣機與檢定裝置同時啟動并同時停止計量，比較、分析兩者數(shù)據(jù)之間的差異，從而獲得加氣機的測量誤差。目前，啟停法主要用于壓縮天然氣加氣機，通過閥門的有效控制，在檢定裝置處成功實現(xiàn)憋壓，將加氣機與檢定裝置同時啟動并同時停止計量，實現(xiàn)對整個加氣過程的全程檢定。而在檢定LNG加氣機時，由于LNG非常容易氣化，采用啟停法出現(xiàn)不了憋壓現(xiàn)象，無法實現(xiàn)LNG加氣機與檢定裝置計量啟動與計量停止的同步進行。根據(jù)前面的LNG加氣機工作流程圖已知，LNG加氣機內(nèi)部是存有小循環(huán)結(jié)構(gòu)的，而檢定裝置內(nèi)部不可以出現(xiàn)類似的小循環(huán)結(jié)構(gòu)，流量計在計量前期所測量的流體狀態(tài)可能不滿足相應(yīng)測量要求，計量的準確性大打折扣。

2.動態(tài)法。

動態(tài)法則是在啟停法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，當啟動LNG加氣機后，馬上啟動相應(yīng)的計算機軟件，實現(xiàn)對檢定裝置中流量計工作狀態(tài)的實時監(jiān)測。而當流經(jīng)檢定裝置內(nèi)部流量計的流體與計量要求相符時，則立即啟動工業(yè)相機對被檢LNG加氣機顯示屏上的累積流量、檢定裝置流量計的累積流量進行抓拍和及時讀取，真正開始檢定工作。當LNG加氣機的持續(xù)加氣時間超過60s后，啟動工業(yè)相機對此時的被檢LNG加氣機顯示屏上的累積流量、檢定裝置流量計的累積流量進行抓拍和及時讀取，結(jié)束檢定工作。

為了更直觀地分析兩種方法的優(yōu)勢和應(yīng)用特點，筆者特別作了如下對比分析（見表1）。

從表1的對比分析來看，采用動態(tài)法檢定LNG加氣機的平均誤差與重復(fù)率均較低，較適用于現(xiàn)場檢定。但同時動態(tài)法只是對LNG加氣機狀態(tài)最穩(wěn)定的時候進行準確計量，不能完全代表整個檢定過程，具有一定的局限性，這是后續(xù)研究中需重點研究的方向。

四、實證研究

本文采用標準表法，對登封鄭燃燃氣有限公司（鳳凰嶺加氣站）型號為HQHP-JYJ-80-II，編號為2013051088的加氣機進行了檢定，得出加氣機平均值誤差為0.36％，重復(fù)性為0.09％，該LNG加氣機符合最大允許誤差在±1％范圍內(nèi)和重復(fù)性不得超過最大允許誤差絕對值50％的技術(shù)指標。通過對河南省57臺LNG加氣機的檢定結(jié)果來看，除1臺示值誤差達到1.6％外，其余示值誤差均在-0.84％～＋9.9％范圍，重復(fù)性除1臺為0.38％以外，其余均在0.01％～0.25％以內(nèi)，按加氣機標示的最大允許誤差±1％，檢定合格率達到98％。

五、結(jié)語

通過實際操作分析，對液化天然氣加氣機計量檢定質(zhì)量法的可行性進行了總結(jié)，這對促進燃氣公司LNG加氣機開展計量檢定工作、保證貿(mào)易結(jié)算的公平性來說意義重大，我們在未來幾年里，應(yīng)該重點研究檢測充裝用LNC回收技術(shù)，以使既環(huán)保安全又降低成本的發(fā)展目標達到。

[1]楊修杰，趙普俊，張宗平，等.LNG加氣機現(xiàn)場檢定方法的研究[J].天然氣工業(yè)，2011，31（11）.

[2]趙普俊，熊茂濤，尹保來，等.液化天然氣加氣機計量檢定方法的研究[J].中國測試，2011，37（5）.

[3]張則年，朱光，廖華.壓縮天然氣（CNG）加氣機現(xiàn)場檢定[J].計量與測試技術(shù)，2010（01）.