壓縮天然氣加氣機檢定的問題及對策探討

孟現(xiàn)波

（新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依市質(zhì)量與計量檢測所 新疆克拉瑪依 834000）

1 前言

壓縮天然氣（CNG）憑借其特有優(yōu)勢，例如，尾氣污染物排放低、運輸成本低、使用安全等被我國廣泛應用于車燃料領(lǐng)域。 CNG 汽車在我國的應用早在21 世紀初就已得到廣泛重視，且隨著我國“西氣東輸” 項目的實現(xiàn)CNG 汽車獲得了進一步的發(fā)展，而加氣機是CNG 的加氣及計量終端設備，必須保證計量精度才能更好地服務于廣大消費者[1]。 因此，本文重點對CNG 加氣機檢定中的問題及對策進行探討。

2 CNG 加氣機的構(gòu)成和工作原理

2.1 CNG 加氣機的主要結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上分析，CNG 加氣機的主要結(jié)構(gòu)包含：加氣槍；流量計；電子計控器；拉斷閥；限壓傳感器；快速切斷閥；電磁閥組等。

2.2 工作原理

CNG 加氣機工作原理為：加氣機收到加氣槍傳送信號后，加氣站儲存的天然氣向加氣槍中傳送，加氣功能啟動后低壓電磁閥首先開始充電。 CNG 經(jīng)由開關(guān)閥、質(zhì)量流量計、空氣軟管和3 個球閥上的軟管傳送到加氣槍的頂部，加氣槍對準汽車加氣裝置對CNG 進行傳輸。 通過加氣槍頂端的壓力傳感器對輸送的天然氣壓力進行詳細控制。操作進行中，加氣機的流量計會對加氣量進行統(tǒng)計，設備的顯示面板會對流量控制傳感器所接收到的流量信息進行顯示，整個過程持續(xù)到低壓輸送氣體的氣壓值與汽車氣缸內(nèi)部的壓力值平衡，機箱頂部的流量傳感裝置接收到流量傳輸信號的強度達到流量傳感裝置的既定值，智能檢測系統(tǒng)將會自動關(guān)閉低壓天然氣的輸送，并切換到中壓進行輸氣[2]。

3 CNG 加氣機檢定的常用方法

計量檢定規(guī)程JJG 996—2012《壓縮天然氣加氣機》[3]對GNG 加氣機的檢定給出了如下2 種方法。

3.1 質(zhì)量檢定法

質(zhì)量檢定法是一種典型的靜態(tài)檢定方法， 通過同時計量流經(jīng)GNG 加氣機的氣體質(zhì)量（體積量）和標準容器的氣體質(zhì)量（體積量），然后將測量結(jié)果進行對比，最終獲得加氣機的計量誤差結(jié)果。質(zhì)量檢定法又可以分為2 種，分別是體積量測量和質(zhì)量測量。

3.2 標準法

標準法是將準確度等級高的高壓氣體質(zhì)量流量計作為計量標準裝置，檢定操作如下：將CNG 加氣機和計量標準裝置采用串聯(lián)的方式進行連接，加氣過程中，CNG 依次經(jīng)過加氣機、計量標準裝置后進入汽車的儲氣裝備，通過將加氣機的數(shù)據(jù)和標準裝置的數(shù)據(jù)進行比較，判斷被檢定的加氣機的計量誤差。

4 CNG 加氣機檢定中存在的問題

4.1 加氣機質(zhì)量問題

在實際檢定過程中，加氣機檢定結(jié)果會直接受加氣機質(zhì)量的影響，因為加氣機主要由質(zhì)量流量計、電磁閥、電子計控器等器件組成，假如這些器件的質(zhì)量存在問題，將直接對加氣機的性能產(chǎn)生影響，最終影響計量檢定結(jié)果[4]。

4.2 CNG 的密度影響

計量檢定中，計量標準裝置中輸入的密度值必須與加氣機控制面板中的密度值保持一致，才能保證計量結(jié)果的準確性。在實際工作中，對于不同氣源而言，CNG 的密度值會有所不同，即便氣源地相同，CNG 的密度也可能不同，當CNG 的密度值發(fā)生改變，就需要工作人員根據(jù)第三方密度檢測報告及時更正加氣機控制面板中的密度值。 導致超差的原因可能有2 種：（1）標準裝置中的密度值是根據(jù)最新密度檢測報告給出的，而加氣機中的密度值沒有及時更新。（2）加氣機中的密度值是根據(jù)密度檢測報告輸入的，但標準裝置中輸入的密度值是未更新的數(shù)值。

4.3 閥門開啟順序和標準裝置是否清零的影響

在CNG 天然氣加氣機檢定過程中，檢定結(jié)果會受到閥門的開啟順序與標準裝置是否清零的影響（圖1），A、B、C 分別表示CNG 加氣機檢定時的3 個閥門，分別為加氣槍閥門、標準裝置閥門和高壓氣瓶開關(guān)。 在CNG 加氣機計量檢定過程中，應首先打開標準裝置閥門B，然后打開加氣槍閥門A，給標準裝置加沖一定壓力后，清零標準裝置，最后開啟氣瓶開關(guān)，開始加氣過程。 但在實際操作過程中，常常會發(fā)生標準裝置沖壓后未清零或先于閥門A 開啟氣瓶開關(guān)C 的情況，從而造成檢定結(jié)果超差或消費者利益損害。

圖1 CNG 加氣機檢定裝置連接示意圖

4.4 溫度與壓力的影響

溫度與壓力對加氣機計量檢定的影響主要是因二者對CNG 的密度產(chǎn)生影響。 例如，當溫度越高，CNG 的密度便越低，CNG 質(zhì)量相應減小，這對經(jīng)營者而言是有利的。 而當壓力升高時，CNG 的氣體密度也會增加，在汽車儲罐體積不變的前提下，CNG 的質(zhì)量增加。

5 CNG 加氣機計量檢定問題的對策

5.1 提高加氣機自身的質(zhì)量

要想提高加氣機質(zhì)量，首先需要確保組成加氣機的各零部件的質(zhì)量，這便要求生產(chǎn)者在生產(chǎn)過程中選擇社會信譽好的廠家生產(chǎn)的零部件，從而確保零部件能夠長期穩(wěn)定工作，除此之外，經(jīng)營者還需聘請專業(yè)的人員定期對加氣機各個零部件進行維護和保養(yǎng)，在每次加氣前注意觀察加氣機是否完好[5]。

5.2 加氣機當量和密度的設定及檢查

我國規(guī)定加氣機的計量單位是kg，但我國大部分地區(qū)的廠家是以m3為計量單位，因此在加氣機運行和計量時需選用質(zhì)量流量計，同時需要根據(jù)第三方檢測報告人工輸入密度值，然后加氣機電腦主板將氣體質(zhì)量換算成體積值，并作為計量結(jié)算結(jié)果。但是在實際結(jié)算過程中，一旦出現(xiàn)操作問題或者密度值不準確，必然會給商家或消費者帶來不公平的交易，相關(guān)部門應根據(jù)相關(guān)規(guī)定統(tǒng)一把天然氣的計量單位m3換算成kg，既可以降低公式運算發(fā)生錯誤的概率，也可減少計量出現(xiàn)錯誤的頻率。

5.3 調(diào)整閥門開啟和標準表清零的順序

在實際的計量檢定過程中，先于閥門A 開啟閥門C，會導致車載氣瓶的CNG 回流，容易引起消費者不滿，產(chǎn)生經(jīng)濟糾紛，而標準裝置未清零，會直接影響計量檢定結(jié)果。

5.4 盡量避免溫度、壓力對密度的影響

一般情況下，溫度和壓力不會對質(zhì)量流量計產(chǎn)生影響，但溫度和壓力改變時，會對CNG 的密度產(chǎn)生影響，從而導致CNG 的實際密度值跟加氣機和標準裝置中的密度值存在偏差，盡管此種情況不會對計量檢定結(jié)果產(chǎn)生影響，但在一定程度上會損害加氣站或者消費者的利益，因此應盡量降低溫度與壓力對CNG 密度的影響。 筆者認為，應從以下2 個方面入手：（1）標準裝置應盡量跟熱源（如汽車發(fā)動機）保持一定距離，以便避免熱源輻射導致CNG 密度改變。（2）在放置標準裝置時還應盡量遠離外來的振動源（如汽車發(fā)動機），并且保證標準裝置水平放置，尤其注意不能放在振動或者松軟的地面上。

5.5 加氣機計量超差的調(diào)節(jié)

試驗證明，長期使用的加氣機的檢定結(jié)果有時會存在超差情況，此時可適當調(diào)節(jié)脈沖系數(shù)和質(zhì)量流量計以減小誤差。另外，加氣機是精密度較高的設備，按計量檢定規(guī)程，應半年進行一次檢定，減少加氣機出現(xiàn)異常的可能性，以確保其運行的準確性、可靠性[6]。

5.6 相互交流、減少影響因素

有關(guān)部門及工作人員應加強與加氣機生產(chǎn)廠家及加氣站的交流溝通，盡力構(gòu)建出一個利于交流合作的平臺，本著真誠互助的原則，共同解決加氣機計量檢定過程中存在的問題。對影響檢定結(jié)果的因素，例如溫度，可建議在加油站安裝加氣機時遠離靠近熱源的地帶，從而盡可能地避免相關(guān)因素的影響，更好地開展工作，才能使CNG 加氣機檢定中存在的問題得到有效解決。

6 結(jié)論

綜上所述，CNG 加氣機作為CNG 輸出終端的一種專用計量儀器，其不但具有計量作用，同時具備計價功能，而計量結(jié)果準確與否直接影響著貿(mào)易結(jié)算的公正公平，因此必須高度重視加氣機的計量檢定。 本文結(jié)合檢定實踐，提出當前CNG 加氣機計量檢定中存在的一些問題，并探討了解決方法，以期提升加氣機計量檢定結(jié)果的準確性和可靠性。