液化天然氣加氣機(jī)計(jì)量檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀分析

吳昊

摘要：LNG加氣機(jī)是一種將LNG燃料加注到LNG汽車(chē)的一種專用計(jì)量設(shè)備，因?yàn)樗婢哂?jì)量和計(jì)價(jià)的功能，具有貿(mào)易結(jié)算的特性，被列入我國(guó)強(qiáng)制檢定類計(jì)量器具目錄，對(duì)其實(shí)施有效的計(jì)量檢定工作具有重要意義。然而，因?yàn)長(zhǎng)NG具備低溫深冷和易燃易爆這兩個(gè)特點(diǎn)，給加氣機(jī)的計(jì)量檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。本文就對(duì)液化天然氣加氣機(jī)計(jì)量檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：液化天然氣加氣機(jī)；計(jì)量檢測(cè)技術(shù)；現(xiàn)狀

一、LNG加氣機(jī)的組成與原理

2004年以后，隨著國(guó)內(nèi)LNG市場(chǎng)的日趨成熟和我國(guó)裝備制造業(yè)整體水平的快速提高，LNG加氣機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)得到日益廣泛的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，組成LNG加氣機(jī)的三個(gè)主要部分是質(zhì)量流量計(jì)、氣體管路和電子計(jì)控設(shè)備。

圖1為L(zhǎng)NG加氣機(jī)的工作原理。如圖1所示，LNG進(jìn)入加氣機(jī)后，加氣機(jī)首先會(huì)根據(jù)加氣狀態(tài)確定LNG流向。當(dāng)加氣機(jī)在進(jìn)行內(nèi)部預(yù)冷循環(huán)時(shí)，LNG通過(guò)液相流量計(jì)、氣動(dòng)閥1回流到LNG加氣站儲(chǔ)液罐，此時(shí)雖然LNG經(jīng)過(guò)液相流量計(jì)，但加氣機(jī)不會(huì)進(jìn)行流量計(jì)量；當(dāng)加氣機(jī)經(jīng)過(guò)內(nèi)部預(yù)冷循環(huán)，加氣機(jī)內(nèi)氣體管路溫度、壓力與LNG流速達(dá)到穩(wěn)定值時(shí)，加氣機(jī)預(yù)冷完畢，可以進(jìn)行加氣操作。此時(shí)LNG會(huì)通過(guò)液相流量計(jì)、氣動(dòng)閥2及加氣軟管，使用加氣槍給LNG儲(chǔ)氣容器進(jìn)行充裝，同時(shí)加氣機(jī)的電子計(jì)控設(shè)備會(huì)在加氣機(jī)顯示面板上直接給出加氣的實(shí)時(shí)累積流量、累積金額等數(shù)據(jù)。

在LNG充裝過(guò)程中，可以根據(jù)需要將回氣槍插到儲(chǔ)氣容器的回氣口上，此時(shí)LNG儲(chǔ)氣容器中的余氣通過(guò)回氣槍、回氣軟管及氣相流量計(jì)回到LNG加氣站儲(chǔ)液罐。這樣能夠降低儲(chǔ)氣容器內(nèi)部壓力，保證LNG順利充裝到儲(chǔ)氣容器中，同時(shí)氣相流量計(jì)能對(duì)回氣流量進(jìn)行計(jì)量。加氣機(jī)對(duì)LNG儲(chǔ)氣容器的實(shí)際充裝量為液相流量計(jì)的計(jì)量值和氣相流量計(jì)的計(jì)量值之差，最終結(jié)果會(huì)通過(guò)加氣機(jī)的電子計(jì)控設(shè)備顯示在加氣機(jī)顯示面板上。

二、液化天然氣加氣機(jī)的計(jì)量檢定現(xiàn)狀

（一）技術(shù)問(wèn)題

目前，我國(guó)由于各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡，各地區(qū)使用的加氣機(jī)型號(hào)不同，會(huì)使液化天然氣計(jì)量出現(xiàn)問(wèn)題。主要表現(xiàn)是技術(shù)上的問(wèn)題。天然氣加氣機(jī)主要設(shè)置在室外，在加氣時(shí)，氣體的溫度是不可控制的，而加氣機(jī)主要工作的環(huán)境也必須要在低溫下進(jìn)行，一般按規(guī)定要求須保持到-160℃以下，而對(duì)于高溫地區(qū)，則會(huì)導(dǎo)致加氣管道內(nèi)外溫差出現(xiàn)巨大變化，有些地區(qū)夏天溫差甚至?xí)哌_(dá)200℃以上，這就會(huì)導(dǎo)致氣化現(xiàn)象的出現(xiàn)，這種技術(shù)問(wèn)題，需要在實(shí)際中得到有效控制，不然則會(huì)影響加氣質(zhì)量，出現(xiàn)計(jì)量上的誤差。

（二）LNG流量計(jì)在LNG加氣中有著不可忽視的作用

流量計(jì)的作用不可小視，只有精確的數(shù)值計(jì)量，才能保證費(fèi)用合理。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是當(dāng)前最普遍使用的技術(shù)，通過(guò)最直接精密的流體質(zhì)量測(cè)量，使計(jì)量更加精確。流量計(jì)主要構(gòu)件采用兩根并排連接的管道，在回彎部位能夠相向微振，使振動(dòng)管達(dá)到同步作業(yè)。通過(guò)這種計(jì)量檢測(cè)技術(shù)，能夠從根本上避免低溫不準(zhǔn)的問(wèn)題，使低溫度檢測(cè)更加精確。LNG加氣機(jī)在加液時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定量的氣體，這是不可避免的情況，而通過(guò)氣相流量計(jì)量的方法能夠?qū)託鈾C(jī)整機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確率的提高，起到至關(guān)重要的評(píng)定。

（三）LNG加氣機(jī)的回氣問(wèn)題

目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)LNG加氣機(jī)主要采用雙管計(jì)量?jī)x器進(jìn)行計(jì)量，即通過(guò)使用兩個(gè)質(zhì)量流量計(jì)來(lái)對(duì)加氣和回氣進(jìn)行分別檢測(cè)，最后將這兩種測(cè)量數(shù)值的差值作為計(jì)量的最終結(jié)果。在這種模式下，無(wú)論采用單管計(jì)量還是雙管計(jì)量，都需要根據(jù)LNG汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶來(lái)定。在我國(guó)，因?yàn)長(zhǎng)NG汽車(chē)儲(chǔ)氣瓶無(wú)法直接將氣態(tài)的LNG蒸發(fā)形成可用液體，所以在計(jì)量時(shí)必須要采用帶有兩個(gè)槍頭的計(jì)量器，這樣就增加了計(jì)量檢測(cè)的成本。

三、液化天然氣加氣機(jī)計(jì)量檢定方法

（一）液化天然氣加氣機(jī)質(zhì)量檢定法

對(duì)于使用質(zhì)量流量計(jì)的液化天然氣加氣機(jī)，在計(jì)量檢定時(shí)通常采用傳統(tǒng)的質(zhì)量法進(jìn)行計(jì)量檢定，質(zhì)量法屬于靜態(tài)檢定方法，即通過(guò)測(cè)量質(zhì)量差對(duì)比流量計(jì)讀數(shù)確定計(jì)量的準(zhǔn)確性。檢定時(shí)，首先將加氣機(jī)計(jì)量調(diào)成質(zhì)量流量模式，經(jīng)過(guò)加氣后記錄流量計(jì)加氣前后示數(shù)，同時(shí)利用電子天平稱量加氣的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，稱3次取平均值，將流量計(jì)記錄示數(shù)差與天平稱得的凈質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，檢定加氣機(jī)計(jì)量的準(zhǔn)確性。質(zhì)量檢定法主要用于加氣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量檢定，檢定中電子天平受外界環(huán)境影響的不確定性容易導(dǎo)致檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性下降，且檢定后天然氣既無(wú)法直接排放到空氣中，又難以回收再利用，造成不必要浪費(fèi)的同時(shí)危害環(huán)境安全。所以質(zhì)量檢定法存在缺陷較大，需要進(jìn)一步加強(qiáng)和改善。

（二）液化天然氣加氣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)表檢定法

液化天然氣加氣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)表檢定法屬于一種新型檢定方法，主要通過(guò)用于傳遞標(biāo)準(zhǔn)的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)加氣機(jī)進(jìn)行檢定，即將性能好、重復(fù)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，對(duì)其他待檢流量計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。標(biāo)準(zhǔn)表檢測(cè)法依據(jù)流體力學(xué)的連續(xù)性特征，在相同直徑的管道上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)和待檢測(cè)流量計(jì)，構(gòu)成計(jì)量檢定裝置，將相同時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)和待檢測(cè)表示數(shù)記錄，兩者進(jìn)行對(duì)比，確定待檢測(cè)表的技術(shù)指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)表檢測(cè)法操作簡(jiǎn)單、檢定效率高，周期短，無(wú)需外加天平等較大設(shè)備，靈活性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境影響要求較低，更適合加氣機(jī)計(jì)量現(xiàn)場(chǎng)檢定。

四、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)在壓縮天然氣加氣機(jī)檢定分析中仍然沒(méi)有形成一套系統(tǒng)，專業(yè)的檢定技術(shù)和相關(guān)裝置還不完善，只有不斷創(chuàng)新理念，提升技術(shù)能力，才能推動(dòng)整個(gè)LNG加氣機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)天然氣工業(yè)平穩(wěn)進(jìn)步。