關于LNG加氣機的計量檢定研究

林 濤

（鞍山市檢驗檢測認證中心，遼寧 鞍山 114001）

全世界面臨著較大的能源危機，加快能源結構的調整，可以提高社會發展水平。近年來，液化天然氣逐漸出現在人們的視野當中，由于在燃燒后不會產生對環境有害的物質，因此可以最大限度保護自然生態環境安全，實現了資源高效化利用。LNG加氣機呈現出一體化的特點，使得加氣過程更加高效和便捷，并且設備使用壽命較長，減輕了后期運維及檢修的負擔。LNG加氣機在使用中會受到外部環境條件和自身性能等因素的影響，因此為了確保加氣量的精確性，防止給企業和消費者帶來經濟損失，需要對其實施周期性計量檢定，保證其在加氣過程中不會出現較大的示值誤差，發揮LNG加氣機的性能優勢及特點。應全面掌握LNG加氣機計量檢定的要點及難點，采取針對性控制措施，逐步提升計量檢定水平。

1 LNG加氣機概述

LNG的加注過程中要依靠LNG加氣機實現，其包括了多個組成部分，如加氣軟管、低溫流量計、電子計控器、調節閥、加氣槍等，只有在各個部分的良好協同配合下，才能在液化天然氣加注時獲得可靠的計量結果。為了提高LNG加氣機的安全系數，應當在回氣軟管和加氣軟管靠近加氣機機體位置安裝拉斷閥，以避免氣體泄漏導致的人員傷害。緊急停機裝置是保護LNG加氣機安全運行的最后一道大閘，它可以快速對LNG燃料來源實施隔離或切斷處理，防止在緊急情況下釀成重大事故。電子計控器負責接收壓力電信號和流量電信號等，實現各類數據的高效化傳輸和顯示，加強對液化天然氣的控制效果，當設備示值誤差增大時，在其幫助下也可以實現自動化調節偏差，減小示值誤差，為加氣機使用人員提供更為精準的計量數據。在LNG加氣機的檢定過程中，通常采用質量法低溫液體流量標準裝置和標準表法低溫液體流量標準裝置，分別采用了質量法原理和比較法原理。LNG加氣機的運行原理如圖1所示。

圖1 LNG加氣機的運行原理

2 LNG加氣機的計量檢定方法

2.1 計量性能要求

加強對LNG加氣機誤差的控制，是計量檢定工作的主要目的，要確保最大誤差不超過±1.5%，測量重復性控制在0.5%以內。LNG加氣機的量程比不小于4∶1，質量流量不超過80 kg/min，最小質量變量不大于0.01 kg。單價和示值乘積即為計算付費金額，在使用LNG加氣機時應該按照該數值控制顯示付費金額，以維護消費者的合法權益。

2.2 通用技術要求

在LNG加氣機計量檢定過程中，首先要對其外觀進行全面檢查，標識和銘牌不能出現看不清楚的情況。然后針對各個位置的插件實施檢測，避免出現松動的情況，使其保持良好的穩定性。其次，計量檢定人員還要檢查LNG加氣機相關隨機文件，包括使用說明書和出廠檢驗合格證等，明確其中的詳細內容，比如防護措施和具體使用方法等等。在檢查LNG加氣機的銘牌時，應該重點關注防爆等級、適用介質、最大工作壓力、產品名稱、出廠編號等內容，確保各項信息清晰可靠。除了要關注各類標識和銘牌信息外，還應該對壓力、流量和溫度的具體范圍加以明確，準確度應該在0.5級以上，以確保在流量計算中不會出現嚴重的誤差。同時，低溫流量計是LNG加氣機的核心構件，在計量檢定工作中需進行重點檢查。針對LNG加氣機的誤差調整功能實施檢定，確保在流量系數調整設備接口位置具有完整的機械封印防護裝置，通過機械封印和電子封印雙重保障措施，對重要參數進行有效保護，防止出現對計量結果有影響的數據被隨意更改的情況。在對設備參數實施更改時應做好全面記錄工作，明確具體時間、內容和人員信息等。此外，LNG加氣機的安全性能也是計量檢定工作中的主要內容，首先要對其密封性進行檢測，把加氣機調整到最大工作壓力后維持最少5 min的時間，如果不存在泄露狀況則可以確定其密封性達到使用要求。如前所述，緊急停機裝置對于LNG加氣機的安全保護必不可少，因此需要對其停機功能的可靠性進行檢定，確保在出現意外狀況時可以有效控制閥門的關閉，并且應在顯著位置設置該類裝置，以提高緊急情況下的響應速度。未經過工作人員的確定，不能對緊急停機裝置實施復位處理。全面檢查拉斷閥的狀態，防止在使用LNG加氣機的過程中出現卡澀的情況，增強對安全事故的控制。

2.3 計量器具控制

2.3.1 檢定條件

標準表法低溫液體流量標準裝置即LNG加氣機檢定裝置在實踐中的應用較多，ADS-LNGJDZZ-01型液化天然氣（LNG）加氣機檢定裝置，是由Micro Motion高精度的質量流量計、管路系統、便攜式計算機組成。該裝置是隨著現代科技技術和車用加氣設備的發展而產生的一種通過標準表法來檢定加氣機的檢定裝置。LNG加氣機檢定裝置如圖2所示。該裝置主要包括了工業相機、檢定裝置、電腦及相關軟件、連接管路等。對于各類數據信息的采集主要依靠工業相機完成，既提高了數據采集效率，又確保了數據準確性，滿足了自動化傳輸和處理的要求，大大減輕了工作人員負擔，降低了計量檢定過程中不確定因素導致的誤差。截止閥、高精度質量流量計和安全閥等共同組成檢定裝置，是決定信息采集及檢定結果可靠性的關鍵構件。電腦及相關軟件的應用，可以實現數據采集與計算、打印的一體化操作，尤其是對于圖片數據的識別更加高效精準。回氣軟管、加液槍和回氣槍等共同組成連接管路，確保在計量檢定過程中的良好連接。在實踐工作中需要對計量檢定裝置的各項性能進行全面檢查，包括了防爆性能、擴展不確定度和輔助裝置等等。按照低溫管道設計要求中的相關標準，嚴格控制各類閥門和管路的運行狀態。在檢定過程中要確保流量計和管道當中充滿LNG，根據GB/T19204中的相關要求對介質質量加以控制，以降低檢定結果的誤差。明確GB50156和GB/T20368等規范中的相關內容，加強對泄放過程的控制，防止引發安全問題。此外，對于檢定環境的有效控制，也可以避免對檢定結果產生嚴重干擾，包括了大氣壓力、環境溫度和濕度等等，分別控制在86～106 kPa、-25～55 ℃和35%～95%，電源電壓值和頻率值分別為（220±22）V和（50±1）Hz。

圖2 LNG加氣機檢定裝置

2.3.2 檢定項目與方法

在LNG加氣機計量檢定過程中，應該對外觀和隨機文件、誤差調整、封印等實施檢定，包括了首次檢定、后續檢定和使用中檢查等。LNG加氣機的密封性是決定其安全性能的關鍵，同時也會受到緊急停機裝置和拉斷閥的影響，因此也應該對其實施首次及后續檢定、使用中檢查。LNG加氣機的計量性能主要包括了最大允許誤差、重復性、流量范圍、最小質量變量和付費金額誤差等，其中最大允許誤差和重復性都需要實施首次檢定和后續檢定，無需采取使用中檢查的方法；流量范圍和最小質量變量、付費金額誤差只需要進行首次檢定。上述檢定項目的基本方法如前所述。

檢定流量點q1和q2的實際流量范圍應該分別在32～80 kg/min以及20～32 kg/min之間，同時最大允許誤差應該控制在1.5%以內。為了降低外界環境因素對檢定結果的干擾，應該將溫差控制在5 ℃以內，單次連續加注時間也應該在3 min以上。由于在LNG加氣機計量檢定過程中存在一定的危險，因此必須采取有效的防護手段，以防止工作人員及設備的安全受到威脅。明確安全管理制度中的相關要求，確保在整個工作過程中操作的規范性，加強防火防漏液管控。為了保護面部，可以佩戴安全護目鏡或防沖擊面罩，還要對手套的低溫保護功能實施檢查，以防凍傷。針對容易出現結霜的位置實施吹掃，比如回氣口、加氣槍槍口等位置，吹掃氣體可以使用氮氣和壓縮空氣等比較穩定的氣體。

為了避免發生嚴重的漏電事故，應該做好檢定裝置的接地處理，預熱時間應控制在30 min以上。快裝方法在連接檢定裝置及LNG加氣機時較為常用，應確保加氣口中加氣槍的良好穩定性，同時在LNG加氣機循環口中插入檢定裝置的加氣槍，啟動設備后針對各項參數進行記錄，包括了溫度參數、流量參數和密度參數等等。在對流量進行調節時，既可以借助于調節閥實現，也可以通過改變罐內壓力和輸出壓力實現。在循環停止時，應該確保流量值達到相應的范圍要求，同時其他檢定條件也要與標準要求一致。針對q1點和q2點實施三次單獨檢定，對于q1點實施三次加氣機整機檢定，做好儲氣容器和檢定裝置的連接，在加注工作中，氣相流量計可以對回氣實施計量，同時返回到LNG儲罐當中。完成LNG加氣機的加氣處理后，及時取出回氣槍和加氣槍，同時也要對儲氣容器和檢定裝置實施斷開處理。動態法可以有效保障數據的可靠性，所以在數據采集工作中的應用較多。針對q1實施加氣，根據相關要求確定最佳溫度、流量和密度等參數，采集累積流量示值，兩次數據采集的間隔時間應該在1 min以上，比較檢定裝置累積流量示值和采集數據之差，借助于專用公式進行計算，以獲得單次測量示值相對誤差，這是靜態法的基本原理。獲取最大允許誤差時，在測量中應該測量3次同時取平均值，降低計算結果的誤差。根據流量點單次測量示值相對誤差最大值、最小值和極差系數等確定LNG加氣機的重復性，如果測量3次，則極差系數為1.69。根據LNG加氣機面板顯示金額、加氣量和LNG單價等計算付費金額誤差，計算過程中也應該重復3次，以降低計算誤差。

2.3.3 檢定結果處理

如果LNG加氣機通過了計量檢定，則應該及時出具檢定證書并完成合格標志的粘貼，為后續使用奠定基礎。如果LNG加氣機沒有通過計量檢定要求，則應該將具體的不合格項目在檢定結果通知書當中標明，暫停粘貼使用標志，防止該加氣機繼續工作。部分位置會對LNG加氣機的計量性能產生影響，包括流量系數調整設備接口、低溫流量計、預冷旁通管路的控制閥等，為了加強對LNG加氣機的保護效果，需要設置相應的封印。LNG加氣機檢定周期控制在6個月以內，防止長時間使用而造成誤差增大的情況。

3 結語

LNG加氣機在實踐中得到廣泛應用，可以有效提高加氣效率，為社會生產生活帶來便利。在長期使用過程中，應該做好LNG加氣機的計量檢定工作，確保其精度達到標準要求，防止在加氣過程中出現較大的數據偏差。在計量檢定工作中，應該明確具體的性能要求和技術要求，同時掌握檢定條件、檢定項目與方法、檢定結果處理等關鍵環節的要點，強化計量器具控制效果，獲得更加準確可靠的檢定結果。