LNG加氣機(jī)計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

張有建 江居國(guó) 王煒友

山東勝利股份有限公司 250101

一、液體流量的常見(jiàn)流量計(jì)

1.渦街流量計(jì)街流量計(jì)

測(cè)量是依據(jù)卡門（Karman）渦街原理，其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。缺點(diǎn)：對(duì)安裝要求嚴(yán)格，需要一定的直管段，并且LNG液體的比重隨溫度、壓力不同會(huì)有密度變化，需要進(jìn)行修正，需要增加溫、壓補(bǔ)償，精度一般在1%。

2.渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)是速度流量計(jì)的測(cè)量原理是先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號(hào)。這種流量計(jì)用于檢測(cè)瞬時(shí)流量和總的積算流量，輸出信號(hào)為頻率，易于數(shù)字化。，精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。缺點(diǎn)：安裝有要求，需要直管段。

3.容積式流量計(jì)

容積式流量測(cè)量是采用固定的小容積來(lái)反復(fù)計(jì)量通過(guò)流量計(jì)的流體體積。所以，在容積流量計(jì)內(nèi)部必須具有構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的空間，通常稱其為容積流量計(jì)的“計(jì)量空間”或“計(jì)量室”。這個(gè)空間由儀表殼的內(nèi)壁和流量計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件一起構(gòu)成。缺點(diǎn)：需要配合有壓力、溫度、密度測(cè)量傳感器組合使用。

4.質(zhì)量流量計(jì)

質(zhì)量流量計(jì)是采用感熱式測(cè)量，通過(guò)分體分子帶走的分子質(zhì)量多少?gòu)亩鴣?lái)測(cè)量流量，因?yàn)槭怯酶袩崾綔y(cè)量，所以不會(huì)因?yàn)闅怏w溫度、壓力的變化從而影響到測(cè)量的結(jié)果。精度高。缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。

5.孔板流量計(jì)

孔板流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參量差壓變送器（或差壓變送一體化孔板流量計(jì)、溫度變送器及壓力變送器）配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及天然氣的流量?？装迨前惭b在封閉管道中，按節(jié)流裝置的原理，測(cè)量液體、氣體和蒸汽流量的檢出元件。缺點(diǎn)是：安裝使用要求較高。

二、國(guó)內(nèi)使用的LNG加氣機(jī)計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.國(guó)內(nèi)使用流量計(jì)現(xiàn)狀根據(jù)以上流量計(jì)特點(diǎn)分析，目前普遍使用科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，這也是該產(chǎn)品特點(diǎn)決定的，但是價(jià)格較高。下面是加氣機(jī)的操作流程，加氣機(jī)上選擇加液模式加液模式是LNG加氣站的正常工作模式。售氣機(jī)的控制系統(tǒng)位于售氣機(jī)上。加液軟管設(shè)計(jì)有拉斷保護(hù)，當(dāng)軟管被加液車輛拉力售氣機(jī)時(shí)，拉斷保護(hù)啟作用，關(guān)閉加液閥。

在控制面板上點(diǎn)擊“加氣模式”按鈕進(jìn)入加氣監(jiān)控畫(huà)面。

加液車輛到加氣島后，確保停好，把車用瓶的接地與加氣站的接地相連。

按開(kāi)始按鈕。

LNG通過(guò)閥GV02-2從LNG儲(chǔ)罐底部進(jìn)入LNG泵，LNG泵啟動(dòng)后，輸送LNG進(jìn)入LNG售氣機(jī)，再由閥V03-2流回到LNG儲(chǔ)罐內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)LNG售氣機(jī)的預(yù)冷，此段時(shí)間大約需要4分鐘。當(dāng)連續(xù)加液時(shí)，以后車輛若連續(xù)加氣，此操作可以免做。

按停止按鈕。

連接加氣槍和車載瓶的加氣口，

按開(kāi)始按鈕。

LNG從車載瓶頂部加入瓶?jī)?nèi)。

符合下列條件后，加液過(guò)程結(jié)束:

按停止按鈕

流速過(guò)慢

加氣量達(dá)到預(yù)置值

如果明顯未滿或者車載瓶壓力太高，可以用回氣槍連接回氣軟管，降低車載瓶壓力，快滿時(shí)拆下回氣槍。

2.雙流量計(jì)設(shè)置

因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)車載氣瓶的設(shè)計(jì)有缺陷，不能將氣瓶?jī)?nèi)的氣體再液化，所以當(dāng)車載氣瓶壓力高于0.7MP時(shí)，需進(jìn)行回氣操作，需要將回氣進(jìn)行計(jì)量，總加液量等于加液流量減去回氣流量的差值。如果車載氣瓶進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以采用單流量計(jì)設(shè)置。

3.計(jì)量精度

目前加液機(jī)采用的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)精度可以達(dá)到0.1%，但因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)安裝不規(guī)范，及LNG產(chǎn)品的特點(diǎn)，LNG是超低溫液體，常壓下-162℃，溫度升高后，氣化迅速，因此容易產(chǎn)生氣液兩相流，加氣機(jī)的整體精度在1.5%以內(nèi)。如何控制氣液兩相流是工藝上需要改進(jìn)的方向。

4.檢定標(biāo)準(zhǔn)

目前針對(duì)LNG加氣機(jī)，還沒(méi)有正式的檢定規(guī)范出臺(tái)，只有個(gè)別省份如內(nèi)蒙古、山東等省份出臺(tái)了地方上的校準(zhǔn)規(guī)范。所以國(guó)內(nèi)需加快出臺(tái)LNG加氣機(jī)的檢定規(guī)范，這也有利于LNG產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

三、降低成本的方向

1.采用價(jià)格較低的流量計(jì)

因?yàn)榧右簷C(jī)的體積限制，LNG的產(chǎn)品特點(diǎn)，管道需要保溫，所以如果改為渦街流量計(jì)，雖然可以將成本降低，但是安裝會(huì)增加難度，同時(shí)需要增加溫壓補(bǔ)償。其他流量計(jì)也是因?yàn)榘惭b空間受限、溫壓補(bǔ)償問(wèn)題造成了替代較難。但針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)加氣站來(lái)說(shuō)，有較大的場(chǎng)地可以利用，這也是降低成本的一個(gè)措施。

2.實(shí)現(xiàn)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的國(guó)產(chǎn)化

因?yàn)槲覈?guó)國(guó)內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量計(jì)的國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)口流量計(jì)價(jià)格較貴。如何實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，也是擺在我們國(guó)內(nèi)企業(yè)的一個(gè)課題。

3.車載氣瓶設(shè)計(jì)優(yōu)化

車載氣瓶設(shè)計(jì)優(yōu)化后，可以將氣瓶?jī)?nèi)氣體進(jìn)行再液化，就可以取消目前的雙流量計(jì)設(shè)計(jì)，成本可以大幅降低。

結(jié)論

國(guó)內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，國(guó)家需出臺(tái)具體的行業(yè)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，急需各產(chǎn)業(yè)部門相互合作，不斷促進(jìn)設(shè)計(jì)、安裝、工藝的優(yōu)化，質(zhì)量流量計(jì)急需實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

[1]劉欣榮《流量計(jì)》水利電力出版社1990年1月1日.

[2]紀(jì)綱《流量測(cè)量?jī)x表應(yīng)用技巧第2版》化學(xué)工業(yè)出版社2009年7月1日.