CNG壓縮天然氣加氣機檢定方法探討及常見問題分析

周宇

摘要：介紹了CNG壓縮天然氣加氣機檢定裝置的主要技術指標、功能、工作原理及檢定方法，并對加氣機檢定過程中遇到的常見問題進行分析。

Abstract： This paper introduces the main technical indexes， functions， working principles and verification methods of the CNG dispenser calibration device， and analyzes the common problems encountered in the verification process of this machine.

關鍵詞：CNG加氣機；檢定；常見問題

Key words： CNG dispenser；verification；common problems

中圖分類號：TH70 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）02-0208-02

0 引言

壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，簡稱CNG）加氣機是提供CNG燃料充裝服務，并帶有計量和計價功能的專用設備。CNG加氣機屬于貿易結算類計量器具，屬于國家強制檢定類計量器具，被納入我國依法管理程序，其生產和使用必須符合法制計量管理要求。由于地區差異原因，北方地區CNG加氣站較為成熟，而南方地區CNG加氣站處于起步階段，在加氣站管理，經營，計量檢定方面都處理摸索階段。漳州市計量所是近年來本省較早建立CNG檢定裝置的技術機構，在此，對本地區CNG加氣站發展情況，檢定技術及常用問題進行探討分析。希望對需要建立本檢定裝置的同仁有所啟示。

1 CNG加氣站現狀及趨勢

目前，我市共有8家天然氣加氣站，共計38條加氣槍，由于我國節能與新能源汽車的示范推進，并出臺了相關私人購買節能與新能源汽車財政補貼配套政策，極大的促進了CNG汽車的產業發展，CNG汽車發展勢頭良好，隨著CNG汽車迅速發展，對CNG加氣站的需求也越來越大，今后CNG加氣站發展前景十分廣闊。

2 CNG加氣機計量檢定方法介紹

依據JJG996-2012《壓縮天然氣加氣機》檢定規程，CNG加氣機檢定可以通過質量法氣體流量標準裝置及標準表法氣體流量標準裝置兩種方法進行檢定，本文主要探討標準表法氣體流量標準裝置的檢定。

2.1 質量法簡述

此方法為靜態法檢定，就是測量同時通過加氣機的氣體質量（或體積量）和標準容器的氣體質量，進行直接比對，以得到加氣機計量準確度的結果。大致可以分為體積量測量和質量測量兩種。

2.2 標準表法工作原理

CNG加氣機檢定裝置的工作原理為標準表法，其主標準器是一臺高精度的質量流量計。檢定工作過程為：將CNG加氣機與加氣機檢定裝置串聯連接起來，進行加氣操作；壓縮天然氣經CNG加氣機，再通過加氣槍注入加氣機檢定裝置，最后注入汽車儲氣瓶；比較CNG加氣機的示值與加氣機檢定裝置的示值，計算出CNG加氣機的計量準確度和重復性（圖1）。

本所采用的是河北邢臺中測CNG050型CNG加氣機檢定裝置由高準確度的質量流量計、精密壓力表、高壓閥門、控制系統、加氣槍及便攜式電腦組成。

3 標準表法檢定CNG加氣機裝置操作方法

將加氣機檢定裝置的電源線連接好，注意：先將點煙器的插頭插入插口中，然后再旋轉鑰匙打開汽車的電源。確認加氣機檢定裝置的電源指示燈亮起。與電腦連接的數據線連接好。（電源線的電煙器插頭中有250V 1A的保險管，如果電源連接不上，請查看保險管）

打開加氣機檢定裝置軟件，點擊“連接”選項，選擇對應的USB口（com口），點擊向下的黑色小箭頭，會出現com口的編號。

如何手動查詢COM口編號：右鍵打開“計算機”屬性對話框，在里面選擇“設備管理器”對話框并打開。在里面找到“端口”項，點擊前面的“+”號展開后就會看到com口編號。

①設備連接到對應的com口后，如果連接正常的話，點擊軟件中的“開始檢定”鍵，軟件會跳出一個輸入檢定信息的窗口，輸入相關信息后，點擊確定，軟件界面便會出現實時的溫度顯示，如果不出現溫度，則說明連接或者電源有問題。②設備與電腦連接正常后，開始連接管路。首先，確定加氣機檢定裝置的“閥門”處于打開的狀態。先將檢定裝置配備的加氣槍與檢定裝置的“出氣口”相連，并確認槍口處的閥門處于關閉狀態然后將加氣站的加氣槍與檢定裝置的“進氣口”相連。并緩慢的打開槍口處的閥門，注意壓力表的讀數變化。注意：管路的連接要由加氣站上的操作人員來操作，因為他們在操作加氣槍以及閥門方面有足夠的經驗。③管路連接好后，確認沒有漏氣現象，即可開始檢定過程。④由于第一次使用時加氣機檢定裝置內有空氣，所以第一次的加氣過程不做誤差計算。⑤在開始檢定后，軟件中的校準歸零和清除累計按鈕就可以使用了。

校準歸零按鈕，是用來校正質量流量計的流量狀態的按鈕，非常重要，一旦校準不正確，將造成巨大誤差。如果在設備內沒有氣體流量通過，而顯示有流量值時，才可使用。

清除累計按鈕，是用來清除上方的質量累計值的，使我們的標準裝置和加氣機同時從零開始計數。

開始三次檢定操作。

當加氣站工作人員將加氣槍插入到汽車上，打開加氣槍的閥門后，在軟件中會看到有一小部分的流量通過，等待軟件中顯示的實時流量為“0”時，點擊“清除累計”按鈕，就會看到累計后面的數字全變為“0”，這時就可以通知加氣站的工作人員啟動加氣機開始向汽車的儲氣罐加氣，同時軟件中會顯示實時的流量。

等待加氣結束，取下加氣槍，實時流量變為0后，輸入氣站上的加氣機的示值，點擊“計算誤差”按鈕，軟件會將本次的檢測值和標準值和誤差顯示在軟件的右面部分。endprint

4 影響CNG加氣機計量檢定準確度的因素

使用中的加氣機，計量檢定工作一般在現場進行，使用在線計量檢定標準裝置或校表車，由于加氣機檢定是在現場進行，會受到環境條件的影響，同時還受其他因素影響，如：

①CNG加氣機自身質量問題導致計量不準。

CNG加氣機主要由質量流量計、計算機測控系統、壓力管道、電磁閥等諸多零部件組成，由于這些零部件的質量良莠不齊，在經過加氣機計算機測控系統控制之后，部分質量不好的零部件對控制命令執行不到位的情況將經常發生，比如壓力管道局部泄氣；電磁閥不能適時開啟和關閉等。

解決方法：若出現因加氣機本身零部件質量問題，導致測控系統不能實現預先設定好的工作狀態的情況，應積極協助加氣站經營者或管理者，及時確認問題所在并更換零部件。

②由密度引起的準確度及其影響，加氣機的核心部位采用質量流量計，加氣機加氣需要通過設定密度將質量轉換為體積，設定密度值一般由加氣站管理員根據實際情況進行輸入。偏差常在5%～10%之間，由此產生的計量誤差導致的計量糾紛層出不窮。

解決方法：1）新規程中規定“對于以體積顯示的壓縮天然氣加氣機，在本規程實施一年內，須更改為以質量顯示的加氣機”。2）加氣站密度輸入必須由法定計量檢定部門確認后輸入，建議法定計量檢定部門根據加氣站提供的密度報告和首次檢定結果綜合確認該被檢站的CNG的密度后再輸入。輸入密度后應立即采取有效的電子鉛封和機械鉛封，在以后的檢定調整中只調整儀表系數而不調整密度。

③檢定條件影響測量結果。

標準裝置的準確度會影響測量結果的準確度。例如：質量法中的電子天平準確度以及天平受到的環境影響。標準表法中標準表的準確度本身的影響以及不同種類標準表對測量組成的影響等。

解決方法：檢定過程中應正確按照檢定規程要求操作，以保證測量結果的準確度。

5 加氣站常見的問題解答

5.1 為何設置不同壓力的儲氣瓶和管道

設置不同壓力等級的儲氣瓶及管道，是為了提高儲氣瓶利用率，降低壓縮機啟動時間，比如給公交車供氣，先用低壓瓶，等個低壓瓶組與汽車氣瓶組壓力相等時切換到中壓瓶組，最后切換到高壓瓶組，高壓瓶組沒氣了，啟動壓縮機，這個過程叫順序取氣。設置不同壓力的瓶組不僅有利于提高壓縮機使用壽命，對CNG壓力穩定，流量穩定都有好處。

5.2 如果CNG汽車空罐來加氣，罐的背壓很低，而CNG壓力很高，如何實現加注？

儲氣瓶現在都是模塊化組件，都有計量、減壓等諸多模塊，加氣機可按低壓、中壓、高壓的順序和一定比例取氣及穩定加氣的。

5.3 是否加氣機就可以實現減壓了？那么溫度降低怎么辦？

加氣機的作用最主要是精確計量和平穩完全實現順序送氣（按比例），控制加氣目標壓力（加氣速度），控制精度要求很高，需配套質量流量計、應急球閥等，加氣機始終都要對加氣目標壓力（車載氣瓶）進行監控的，加氣機的功能不在減壓上，關鍵是穩定。

5.4 溫度和壓力對CNG密度影響爭議的解決

“質量流量計工作中，不受壓力、溫度和黏度變化的影響”，且在GB/T19237-2003《汽車用壓縮天然氣加氣機》中明確說明CNG的密度是大氣壓力為101.325kPa，溫度為20℃的情況下的統一狀態下的密度。因此，應用質量流量計計量的CNG加氣機在工作過程中不受天然氣壓力和溫度的影響。

6 結束語

根據《計量法》的要求，加氣機已經列入強制檢定計量器具范疇，在檢定過程中要著重考慮文中提到的各種影響因素，保證CNG加氣機計量過程的準確可靠，維護消費者合法利益。

參考文獻：

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