影響LNG加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確度的因素分析及其對(duì)策

譚才華

摘 要：近年來LNG作為新能源已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，且為大宗貿(mào)易商品，涉及貿(mào)易結(jié)算和安全防護(hù)。目前LNG加氣機(jī)尚未頒布相應(yīng)的檢定規(guī)程，作為L(zhǎng)NG行業(yè)計(jì)量設(shè)備供應(yīng)服務(wù)廠商，本文從LNG加氣機(jī)原理，關(guān)鍵零部件等入手，簡(jiǎn)單對(duì)影響LNG加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確度的因素進(jìn)行了研究分析，并提出了相應(yīng)的解決建議。

關(guān)鍵詞：液化天然氣；保溫箱；加氣機(jī)；計(jì)量準(zhǔn)確度；預(yù)冷

中圖分類號(hào)：U473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）07-0081-02

LNG是液態(tài)天然氣英文名稱Liquefield Natural Gas的縮寫，是一種液態(tài)狀況下的無色流體，通過將常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至162℃，使其凝結(jié)成液體而來。LNG具有高效能、高清潔、低成本和低排放等優(yōu)勢(shì)，是最有發(fā)展前途的汽車代用燃料之一，已成為當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛采用的清潔能源。從1989年起，我國(guó)推廣天然氣汽車以來，預(yù)測(cè)到2020年，我國(guó)天然氣汽車的保有量有望達(dá)到1050萬(wàn)～1100萬(wàn)輛。LNG加氣機(jī)作為將LNG燃料加注到LNG汽車的一種專用貿(mào)易計(jì)量結(jié)算設(shè)備，其計(jì)量準(zhǔn)確度直接關(guān)系到貿(mào)易雙方的切身利益。

1 LNG加氣機(jī)原理

LNG加氣機(jī)是由質(zhì)量流量計(jì)、加氣槍、加氣軟管、回氣槍、回氣軟管、緊急切斷閥以及電子控制系統(tǒng)等共同組成的一個(gè)復(fù)雜、綜合、現(xiàn)代化的計(jì)量設(shè)備。其基本原理如下（見圖1所示）。

1.1 預(yù)冷流程（小循環(huán)）

LNG液體通過20-進(jìn)液口流向14-液相質(zhì)量流量計(jì)，8-第一緊急氣動(dòng)截止閥，5-第二單向閥，4-回氣口，最后回到LNG儲(chǔ)罐。本預(yù)冷流程又稱小循環(huán)，為了使液相質(zhì)量流量計(jì)充分進(jìn)液，提高計(jì)量準(zhǔn)確度。

1.2 加氣流程（大循環(huán)）

LNG液體通過20-進(jìn)液口流向14-液相質(zhì)量流量計(jì)，13-第二緊急氣動(dòng)截止閥，10-15°出液口，11-拉斷閥，12-充液槍，進(jìn)入車載LNG儲(chǔ)氣瓶。

車載LNG儲(chǔ)氣瓶的氣體通過1-回氣槍流向，3-氣相質(zhì)量流量計(jì)，5-第二單向閥，4-回氣口，最后回到LNG儲(chǔ)罐。

本加氣流程又稱大循環(huán)，液相質(zhì)量流量計(jì)與氣相質(zhì)量流量計(jì)量值之差，經(jīng)過電子控制系統(tǒng)計(jì)算后并顯示出來，作為貿(mào)易結(jié)算的數(shù)值。

2 影響LNG加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確性的因素分析及其對(duì)策

2.1 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)本身和使用方式不正確，造成計(jì)量不準(zhǔn)確

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是LNG加氣機(jī)中的關(guān)鍵部件，一臺(tái)雙計(jì)量LNG加氣機(jī)中用到液相質(zhì)量流量計(jì)和氣相質(zhì)量流量計(jì)兩種流量計(jì)，其計(jì)量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性直接影響LNG加氣機(jī)的準(zhǔn)確度。為提高科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確度，首先在出廠是必須檢驗(yàn)合格，其次是在使用的過程中必須注意到以下幾點(diǎn)：

（1）液相質(zhì)量流量計(jì)安裝時(shí)測(cè)量管向下安裝，盡量避免測(cè)量管中混有氣體；氣相質(zhì)量流量計(jì)安裝測(cè)時(shí)量管向上安裝，盡量避免測(cè)量管中混有液體。（2）科里奧利質(zhì)量流量計(jì)對(duì)振動(dòng)干擾敏感，安裝固定要求高，測(cè)量管進(jìn)出口要水平一致，一高一低也會(huì)影響測(cè)量精度。（3）科里奧利質(zhì)量流量計(jì)易發(fā)生零點(diǎn)漂移，多數(shù)流量計(jì)零點(diǎn)漂移帶來的測(cè)量誤差在1%內(nèi)，個(gè)別流量計(jì)會(huì)出現(xiàn)大的零漂現(xiàn)象，使得測(cè)量誤差大于1%。定期檢查流量計(jì)的零點(diǎn)漂移程度是LNG加氣機(jī)日常運(yùn)行中的必要工作。

注意到以上幾點(diǎn)后，可以最大限度的排除由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)帶來的計(jì)量不準(zhǔn)確。

2.2 管道保冷不好，造成計(jì)量不準(zhǔn)確

LNG屬于深冷液體，在經(jīng)過管路系統(tǒng)中會(huì)從外界吸收熱能導(dǎo)致部分液體氣化。通過液相流量計(jì)時(shí)，氣體會(huì)影響流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確度和重復(fù)性。

解決的方法有兩種，一是加大流量，流量越大，氣化率越低，而是對(duì)管路進(jìn)行保溫。我公司采用鎧甲式保溫箱，保溫箱里面填充珠光砂，示意圖如下（見圖2所示）。

2.3 緊急氣動(dòng)切斷閥的密封性不好，造成計(jì)量不準(zhǔn)確

由于液相流量計(jì)的計(jì)量特性，要求在開始加液之前，必須對(duì)流量計(jì)預(yù)冷，待達(dá)到程序設(shè)定的溫度后，才對(duì)車載儲(chǔ)氣瓶進(jìn)行加氣。因此，在小循環(huán)時(shí)，8第一緊急氣動(dòng)截止閥開啟，進(jìn)行預(yù)冷，預(yù)冷結(jié)束后，關(guān)閉8第一緊急氣動(dòng)截止閥，13第二緊急氣動(dòng)截止閥，進(jìn)行加液，此時(shí)，如果8第一緊急氣動(dòng)截止閥關(guān)閉不嚴(yán)，密封達(dá)不到要求，就會(huì)有部分液體通過8第一緊急氣動(dòng)截止閥，回到儲(chǔ)罐中，這部分液體，被計(jì)量，但沒有進(jìn)入車載氣瓶，計(jì)量結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生很大的偏差。

解決的方式有兩種，一是選用行業(yè)內(nèi)品質(zhì)好的閥門廠家的產(chǎn)品，二是在LNG加氣機(jī)出廠前進(jìn)行保壓試驗(yàn)。

2.4 人為“偷氣”行為，造成計(jì)量不準(zhǔn)確

程序在出廠時(shí)設(shè)置的是開啟13第二緊急氣動(dòng)截止閥后，8第一緊急氣動(dòng)截止閥處在關(guān)閉狀態(tài)，如果程序被人惡意篡改使在加氣過程中短暫開啟8第一緊急氣動(dòng)截止閥，或人為手動(dòng)開啟8第一緊急氣動(dòng)截止閥就會(huì)出現(xiàn)偷氣現(xiàn)象。

為避免這樣的現(xiàn)象，LNG加氣機(jī)在出廠時(shí)，電子控制系統(tǒng)會(huì)打上鉛封，避免有人篡改程序。加氣站也需要加強(qiáng)對(duì)員工的管理，定期檢查。

2.5 回氣未計(jì)量，造成的計(jì)量不準(zhǔn)確

車載LNG儲(chǔ)氣瓶，在充液時(shí)，要插上回氣槍，不然LNG會(huì)車載儲(chǔ)氣瓶壓力高而無法對(duì)其充液。連上回氣槍后車載LNG儲(chǔ)氣瓶中的氣體在通過回氣槍，回流到加氣站LNG儲(chǔ)罐中，如果不對(duì)回儲(chǔ)罐的氣量進(jìn)行測(cè)量，那用戶就等于白白給加氣站加了少量天然氣。

我公司LNG加氣機(jī)采用的就是雙計(jì)量形式，程序在顯示示值前，程序后臺(tái)自動(dòng)取了液相流量計(jì)量值和氣相流量計(jì)量值的差值作為顯示值，進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算，提高計(jì)量準(zhǔn)確度。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來LNG加氣機(jī)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，國(guó)家檢定規(guī)程也尚未完善，LNG的超低溫特性和易氣化的特性，加氣流程等對(duì)LNG加氣機(jī)的準(zhǔn)確計(jì)量也造成諸多困難。筆者對(duì)影響LNG加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確度性的因素進(jìn)行了初步簡(jiǎn)單分析，希望有助于促進(jìn)LNG加氣機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)我國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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