液化石油氣加氣機(jī)在線檢定裝置的研究

摘 要：本文介紹了液化石油氣加氣機(jī)在線檢定裝置及其工作原理，在此基礎(chǔ)上介紹了檢定流程。

關(guān)鍵詞：液化石油氣加氣機(jī)；在線檢定裝置；工作原理；檢定流程

1 概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸工具日益增加，機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)城市的空氣污染問題顯得格外突出。為了減少汽車尾氣對(duì)城市空氣污染，意大利、澳大利亞、韓國(guó)等國(guó)都在機(jī)動(dòng)車上推廣應(yīng)用液化石油氣這種清潔燃料。全國(guó)各地也建立了一大批加氣站，為清潔燃料型車加氣。但是，目前眾多加氣站所使用的各種加氣機(jī)所加氣量準(zhǔn)確與否，尚無標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)裝置。而各種類型的加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到經(jīng)營(yíng)者和消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)利益，特別是對(duì)進(jìn)口的各種加氣機(jī)的型式鑒定與型式批準(zhǔn)一直沒有一套完整的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備，使該項(xiàng)工作不能正常進(jìn)行。因此必須建立液化石油氣加氣機(jī)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)裝置。

沈陽(yáng)計(jì)量測(cè)試院于2009年從澳大利亞整體引進(jìn)目前世界上唯一獲得ILAC認(rèn)證的加氣機(jī)檢定儀校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，建成加氣機(jī)檢定儀檢定裝置，并2009年11月通過了中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的驗(yàn)收，裝置擴(kuò)展不確定度為U=0.15%（k=2），完全具備開展加氣機(jī)檢定儀的檢定、校準(zhǔn)和測(cè)試工作的能力。

2 液化石油氣加氣機(jī)在線檢定裝置介紹

液化石油氣加氣機(jī)在線檢定裝置如圖1所示，LPG加氣機(jī)在線檢定裝置主要由質(zhì)量流量傳感器、壓力變送器、溫度變送器、電磁閥、PLC 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、連接管路、液晶顯示器、便攜式計(jì)算機(jī)組成。液晶顯示器可顯示測(cè)量過程中的壓力、溫度、密度、流量及工作狀態(tài)。其中，質(zhì)量流量計(jì)采用Fisher-Rosemount公司生產(chǎn)的，防爆類型為本安型，在加氣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定過程中，可實(shí)時(shí)測(cè)量 LPG 的瞬時(shí)質(zhì)量流量、累積質(zhì)量流量、密度。PLC 數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的西門子可編程控制器，通過實(shí)時(shí)采集的質(zhì)量流量、密度、溫度、壓力信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可以直接得到標(biāo)準(zhǔn)工況下的體積量和被檢加氣機(jī)的誤差數(shù)據(jù)，方便地實(shí)現(xiàn)檢定過程的自動(dòng)化。

3 液化石油氣加氣機(jī)在線檢定裝置工作原理

在 LPG 加氣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)，將加氣機(jī)上的加氣槍連接到本裝置的入口處，將本裝置的加氣槍連接到機(jī)動(dòng)車上（或加氣機(jī)的回流口上）。這樣，標(biāo)準(zhǔn)裝置與LPG 加氣機(jī)就組成了串聯(lián)管路，通過比較兩者之間的數(shù)值即可確定 LPG 加氣機(jī)的示值誤差。如果加氣機(jī)可以測(cè)量并顯示累積質(zhì)量流量，則用累積質(zhì)量流量值進(jìn)行比較；如果加氣機(jī)只能顯示累計(jì)體積流量，則用累積體積流量值進(jìn)行比較，這時(shí)根據(jù)加氣機(jī)的體積示值是工況下還是標(biāo)準(zhǔn)工況下，測(cè)量或計(jì)算出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)密度值，用以計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)體積流量值。

4 檢定流程

1） 確保試驗(yàn)裝置處于循環(huán)模式，預(yù)熱相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備最少15min，將稱重罐置于電子天平臺(tái)面的中心。

2）待系統(tǒng)循環(huán)至少30min，儲(chǔ)罐中LPG充分混合，且溫度和壓力讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，取出部分LPG液體到密度計(jì)量筒內(nèi)，將密度計(jì)量筒放在恒溫室內(nèi)（室溫為15℃±0.5℃）至少6h，待壓力、溫度和密度讀數(shù)穩(wěn)定后讀取LPG液體溫度T、密度ρ和壓力P（可看做是LPG的飽和蒸氣壓Pe）。根據(jù)《ASTM-IP-API 輕質(zhì)碳?xì)浠衔镆后w石油測(cè)量表格》中的表53，用T和ρ計(jì)算LPG在15℃下的密度ρ15。

3）調(diào)節(jié)流量至檢定流量點(diǎn)，流量點(diǎn)為qmax、qmin、0.8qmax、0.5qmax、0.4qmax、0.2qmax，每個(gè)流量點(diǎn)檢定6次。在檢定過程中，每個(gè)流量點(diǎn)的每次實(shí)際檢定流量和設(shè)定流量的偏差應(yīng)不超過±1L/min。

4） 將空稱重罐去皮重。

5） 用20kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定電子天平，核查其計(jì)量性能是否符合要求。

6） 將加氣機(jī)檢定儀回零，然后與稱重罐連接，在規(guī)定流量點(diǎn)下進(jìn)行試驗(yàn)，加氣量約為稱重罐容積的一半，以保證流量的穩(wěn)定性。

7） 在檢定過程的不同階段，分別記錄加氣機(jī)檢定儀處LPG液體的溫度和壓力，經(jīng)修正后得出LPG液體的平均溫度t和壓力p。

8） 結(jié)束試驗(yàn)，記錄加氣機(jī)檢定儀的未補(bǔ)償?shù)捏w積示值和電子天平顯示的稱重罐內(nèi)LPG的質(zhì)量示值，然后將稱重罐內(nèi)的LPG排放到儲(chǔ)罐內(nèi)。

5 結(jié)論

液化石油氣加氣機(jī)在線檢定裝置不僅提高了檢定效率和減輕檢定人員的工作量，而且對(duì)加氣站正常工作的影響也大大減少。因此，該裝置的研制成功對(duì)液化石油氣加氣機(jī)的檢定技術(shù)提高具有一定的推進(jìn)作用，將會(huì)產(chǎn)生較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：

賈男，女，1971年11月出生，現(xiàn)工作于沈陽(yáng)計(jì)量測(cè)試院，主要從事加氣機(jī)、玻璃量器、金屬量器、灌裝機(jī)等計(jì)量器具的檢定、校準(zhǔn)工作。