LNG加气机现场检定方法的解析

张攀 李默然

【摘 要】LNG加气机现场检定是一种尚处在发展阶段、发展不够成熟的新型计量器具，而且其还具有较大的难度。为了使LNG加气机产业的迅速发展得以推动，必须对LNG加气机现场检定方法的研究力度加大，从而对适合我国国情的、行之有效的LNG加气机现场检定方法开发出来。本文就简要的概述了LNG加气机的组成、控制原理及工作流程，并比较了对称重法和标准表法，以期对同仁有所助益。

【关键词】LNG加气机；现场检定；方法研究

引文

液化天然气（Liquified Natural Gas，简称LNG），被公认为“地球上最干净的能源，它是继压缩天然气之后的另一种清洁燃料，具有无色、无味、无毒且无腐蚀性等诸多优点。目前，LNG以动力燃料的形式被广泛应用于我国城市公交汽车与长途运输车上。作为一种贸易结算的计量器具，LNG加气机主要用于LNG的加注和加注量的计量。由于LNG加气机是一种尚处在发展阶段、发展不够成熟的新型计量器具，现场检定具有相当难度，而我国计量法规定，必须定期对LNG加气机进行周期检定。因此，必须加大LNG加气机现场检定方法的研究力度，开发出适合我国国情的、行之有效的LNG加气机现场检定方法。

一、LNG加气机工作原理

（一） LNG加气机组成

作为一种贸易结算的计量器具，LNG加气机主要由①LNG质量流量计；②机壳、阀门与管路系统；③数据采集系统、防爆电源等电气系统等三部分组成。

（二） LNG加气机控制原理

依据直接测量流体质量的测量原理，LNG加气机能够准确计量经过LNG加气机而充入储气瓶内的LNG液量。借助先进的测控技术，LNG加气机能够实现对整个计量过程的自动化控制，同时通过LNG加气机显示屏直观、清晰的显示相关计量信息（如LNG流量、单价、金额以及加气累积量等），并通过计算机实现远程通信和中央管理，其控制原理示意图如图1所示。

（三）LNG加气机工作流程

LNG加气机的工作流程主要是依据流经加气机的流体状态所定，其大致工作流程图如图2所示。

第一步：将加液枪头安插至汽车储气罐的进液口，同时将回气枪头安插至汽车储气罐的出气口，启动加气机，开始加注LNG。第二步：当加气机进入小循环状态时，流经液相流量计的LNG为气-液混合相，此时的流量计无法进行准确计量。此时开启控制阀2，关闭控制阀1，使LNG经液相流量计、控制阀2返回至加气站中。这时流量计的主要功能在于测量流体状态，并不参与计量。第三步：当流经液相流量计的LNG完全为液相时，关闭控制阀2，开启控制阀1，开始向汽车储气罐中加注LNG。而小循环时间的长短取决于流过液相流量计的流体状态。

二、LNG加气机检定方法

目前，根据LNG的特性以及量值溯源原理，主要采取称重法与标准表法两种方法来判定LNG加气机的准确度。业内人士都清楚，LNG温度极低，具有可燃性，并且容易气化。检定时，几乎不可能全部回收LNG加气机加注出来的LNG，只能放空。虽然处理流程顺利，但容易产生安全问题和大气污染问题。因此严格来讲，称重法一般是实验室检定的通用办法，而现场检定则推荐采用标准表法。由于本文的研究重点在于“LNG加气机的现场检定”，故下文将重点论述基于标准表法的LNG加气机的现场检定方法及技术措施。

三、基于标准表法的LNG加气机现场检定方法

（一）标准表法检定LNG加气机的工作原理图

基于标准表法的LNG加气机的现场检定工作原理参见图3。

（二）具体的检定方法

根据LNG加气机的实际操作过程，标准表法可进一步分为启停法与动态法，以下是其检定原理。

1.启停法。

所谓启停法，就是对加气机与检定装置同时启动并同时停止计量，比较、分析两者数据之间的差异，从而获得加气机的测量误差。目前，启停法主要用于压缩天然气加气机，通过阀门的有效控制，在检定装置处成功实现憋压，将加气机与检定装置同时启动并同时停止计量，实现对整个加气过程的全程检定。而在检定LNG加气机时，由于LNG非常容易气化，采用启停法出现不了憋压现象，无法实现LNG加气机与检定装置计量启动与计量停止的同步进行。根据前面的LNG加气机工作流程图已知，LNG加气机内部是存有小循环结构的，而检定装置内部不可以出现类似的小循环结构，流量计在计量前期所测量的流体状态可能不满足相应测量要求，计量的准确性大打折扣。

2.动态法。

动态法则是在启停法的基础上发展起来的，当启动LNG加气机后，马上启动相应的计算机软件，实现对检定装置中流量计工作状态的实时监测。而当流经检定装置内部流量计的流体与计量要求相符时，则立即启动工业相机对被检LNG加气机显示屏上的累积流量、检定装置流量计的累积流量进行抓拍和及时读取，真正开始检定工作。当LNG加气机的持续加气时间超过60s后，启动工业相机对此时的被检LNG加气机显示屏上的累积流量、检定装置流量计的累积流量进行抓拍和及时读取，结束检定工作。

为了更直观地分析两种方法的优势和应用特点，笔者特别作了如下对比分析（见表1）。

从表1的对比分析来看，采用动态法检定LNG加气机的平均误差与重复率均较低，较适用于现场检定。但同时动态法只是对LNG加气机状态最稳定的时候进行准确计量，不能完全代表整个检定过程，具有一定的局限性，这是后续研究中需重点研究的方向。

四、实证研究

本文采用标准表法，对登封郑燃燃气有限公司（凤凰岭加气站）型号为HQHP-JYJ-80-II，编号为2013051088的加气机进行了检定，得出加气机平均值误差为0.36%，重复性为0.09%，该LNG加气机符合最大允许误差在±1%范围内和重复性不得超过最大允许误差绝对值50%的技术指标。通过对河南省57台LNG加气机的检定结果来看，除1台示值误差达到1.6%外，其余示值误差均在-0.84%～+9.9%范围，重复性除1台为0.38%以外，其余均在0.01%～0.25%以内，按加气机标示的最大允许误差±1%，检定合格率达到98%。

五、结语

通过实际操作分析，对液化天然气加气机计量检定质量法的可行性进行了总结，这对促进燃气公司LNG加气机开展计量检定工作、保证贸易结算的公平性来说意义重大，我们在未来几年里，应该重点研究检测充装用LNC回收技术，以使既环保安全又降低成本的发展目标达到。

参考文献：

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