液化天然氣加氣機計量檢測技術(shù)現(xiàn)狀分析

吳昊

摘要：LNG加氣機是一種將LNG燃料加注到LNG汽車的一種專用計量設(shè)備，因為它兼具計量和計價的功能，具有貿(mào)易結(jié)算的特性，被列入我國強制檢定類計量器具目錄，對其實施有效的計量檢定工作具有重要意義。然而，因為LNG具備低溫深冷和易燃易爆這兩個特點，給加氣機的計量檢測技術(shù)提出了更高的要求。本文就對液化天然氣加氣機計量檢測技術(shù)現(xiàn)狀進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：液化天然氣加氣機；計量檢測技術(shù)；現(xiàn)狀

一、LNG加氣機的組成與原理

2004年以后，隨著國內(nèi)LNG市場的日趨成熟和我國裝備制造業(yè)整體水平的快速提高，LNG加氣機在國內(nèi)市場得到日益廣泛的應(yīng)用。一般來說，組成LNG加氣機的三個主要部分是質(zhì)量流量計、氣體管路和電子計控設(shè)備。

圖1為LNG加氣機的工作原理。如圖1所示，LNG進入加氣機后，加氣機首先會根據(jù)加氣狀態(tài)確定LNG流向。當(dāng)加氣機在進行內(nèi)部預(yù)冷循環(huán)時，LNG通過液相流量計、氣動閥1回流到LNG加氣站儲液罐，此時雖然LNG經(jīng)過液相流量計，但加氣機不會進行流量計量；當(dāng)加氣機經(jīng)過內(nèi)部預(yù)冷循環(huán)，加氣機內(nèi)氣體管路溫度、壓力與LNG流速達(dá)到穩(wěn)定值時，加氣機預(yù)冷完畢，可以進行加氣操作。此時LNG會通過液相流量計、氣動閥2及加氣軟管，使用加氣槍給LNG儲氣容器進行充裝，同時加氣機的電子計控設(shè)備會在加氣機顯示面板上直接給出加氣的實時累積流量、累積金額等數(shù)據(jù)。

在LNG充裝過程中，可以根據(jù)需要將回氣槍插到儲氣容器的回氣口上，此時LNG儲氣容器中的余氣通過回氣槍、回氣軟管及氣相流量計回到LNG加氣站儲液罐。這樣能夠降低儲氣容器內(nèi)部壓力，保證LNG順利充裝到儲氣容器中，同時氣相流量計能對回氣流量進行計量。加氣機對LNG儲氣容器的實際充裝量為液相流量計的計量值和氣相流量計的計量值之差，最終結(jié)果會通過加氣機的電子計控設(shè)備顯示在加氣機顯示面板上。

二、液化天然氣加氣機的計量檢定現(xiàn)狀

（一）技術(shù)問題

目前，我國由于各地經(jīng)濟發(fā)展的不均衡，各地區(qū)使用的加氣機型號不同，會使液化天然氣計量出現(xiàn)問題。主要表現(xiàn)是技術(shù)上的問題。天然氣加氣機主要設(shè)置在室外，在加氣時，氣體的溫度是不可控制的，而加氣機主要工作的環(huán)境也必須要在低溫下進行，一般按規(guī)定要求須保持到-160℃以下，而對于高溫地區(qū)，則會導(dǎo)致加氣管道內(nèi)外溫差出現(xiàn)巨大變化，有些地區(qū)夏天溫差甚至?xí)哌_(dá)200℃以上，這就會導(dǎo)致氣化現(xiàn)象的出現(xiàn)，這種技術(shù)問題，需要在實際中得到有效控制，不然則會影響加氣質(zhì)量，出現(xiàn)計量上的誤差。

（二）LNG流量計在LNG加氣中有著不可忽視的作用

流量計的作用不可小視，只有精確的數(shù)值計量，才能保證費用合理?？评飱W利質(zhì)量流量計是當(dāng)前最普遍使用的技術(shù)，通過最直接精密的流體質(zhì)量測量，使計量更加精確。流量計主要構(gòu)件采用兩根并排連接的管道，在回彎部位能夠相向微振，使振動管達(dá)到同步作業(yè)。通過這種計量檢測技術(shù)，能夠從根本上避免低溫不準(zhǔn)的問題，使低溫度檢測更加精確。LNG加氣機在加液時，會產(chǎn)生一定量的氣體，這是不可避免的情況，而通過氣相流量計量的方法能夠?qū)託鈾C整機計量準(zhǔn)確率的提高，起到至關(guān)重要的評定。

（三）LNG加氣機的回氣問題

目前，我國國內(nèi)LNG加氣機主要采用雙管計量儀器進行計量，即通過使用兩個質(zhì)量流量計來對加氣和回氣進行分別檢測，最后將這兩種測量數(shù)值的差值作為計量的最終結(jié)果。在這種模式下，無論采用單管計量還是雙管計量，都需要根據(jù)LNG汽車儲氣瓶來定。在我國，因為LNG汽車儲氣瓶無法直接將氣態(tài)的LNG蒸發(fā)形成可用液體，所以在計量時必須要采用帶有兩個槍頭的計量器，這樣就增加了計量檢測的成本。

三、液化天然氣加氣機計量檢定方法

（一）液化天然氣加氣機質(zhì)量檢定法

對于使用質(zhì)量流量計的液化天然氣加氣機，在計量檢定時通常采用傳統(tǒng)的質(zhì)量法進行計量檢定，質(zhì)量法屬于靜態(tài)檢定方法，即通過測量質(zhì)量差對比流量計讀數(shù)確定計量的準(zhǔn)確性。檢定時，首先將加氣機計量調(diào)成質(zhì)量流量模式，經(jīng)過加氣后記錄流量計加氣前后示數(shù)，同時利用電子天平稱量加氣的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，稱3次取平均值，將流量計記錄示數(shù)差與天平稱得的凈質(zhì)量進行對比，檢定加氣機計量的準(zhǔn)確性。質(zhì)量檢定法主要用于加氣機現(xiàn)場計量檢定，檢定中電子天平受外界環(huán)境影響的不確定性容易導(dǎo)致檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性下降，且檢定后天然氣既無法直接排放到空氣中，又難以回收再利用，造成不必要浪費的同時危害環(huán)境安全。所以質(zhì)量檢定法存在缺陷較大，需要進一步加強和改善。

（二）液化天然氣加氣機標(biāo)準(zhǔn)表檢定法

液化天然氣加氣機標(biāo)準(zhǔn)表檢定法屬于一種新型檢定方法，主要通過用于傳遞標(biāo)準(zhǔn)的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對加氣機進行檢定，即將性能好、重復(fù)性強、準(zhǔn)確度高的流量計作為標(biāo)準(zhǔn)流量計，對其他待檢流量計進行檢測。標(biāo)準(zhǔn)表檢測法依據(jù)流體力學(xué)的連續(xù)性特征，在相同直徑的管道上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)流量計和待檢測流量計，構(gòu)成計量檢定裝置，將相同時間間隔的標(biāo)準(zhǔn)表示數(shù)和待檢測表示數(shù)記錄，兩者進行對比，確定待檢測表的技術(shù)指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)表檢測法操作簡單、檢定效率高，周期短，無需外加天平等較大設(shè)備，靈活性強，對環(huán)境影響要求較低，更適合加氣機計量現(xiàn)場檢定。

四、結(jié)語

我國在壓縮天然氣加氣機檢定分析中仍然沒有形成一套系統(tǒng)，專業(yè)的檢定技術(shù)和相關(guān)裝置還不完善，只有不斷創(chuàng)新理念，提升技術(shù)能力，才能推動整個LNG加氣機產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進我國天然氣工業(yè)平穩(wěn)進步。