CNG压缩天然气加气机检定方法探讨及常见问题分析

周宇

摘要：介绍了CNG压缩天然气加气机检定装置的主要技术指标、功能、工作原理及检定方法，并对加气机检定过程中遇到的常见问题进行分析。

Abstract： This paper introduces the main technical indexes， functions， working principles and verification methods of the CNG dispenser calibration device， and analyzes the common problems encountered in the verification process of this machine.

关键词：CNG加气机；检定；常见问题

Key words： CNG dispenser；verification；common problems

中图分类号：TH70 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）02-0208-02

0 引言

压缩天然气（Compressed Natural Gas，简称CNG）加气机是提供CNG燃料充装服务，并带有计量和计价功能的专用设备。CNG加气机属于贸易结算类计量器具，属于国家强制检定类计量器具，被纳入我国依法管理程序，其生产和使用必须符合法制计量管理要求。由于地区差异原因，北方地区CNG加气站较为成熟，而南方地区CNG加气站处于起步阶段，在加气站管理，经营，计量检定方面都处理摸索阶段。漳州市计量所是近年来本省较早建立CNG检定装置的技术机构，在此，对本地区CNG加气站发展情况，检定技术及常用问题进行探讨分析。希望对需要建立本检定装置的同仁有所启示。

1 CNG加气站现状及趋势

目前，我市共有8家天然气加气站，共计38條加气枪，由于我国节能与新能源汽车的示范推进，并出台了相关私人购买节能与新能源汽车财政补贴配套政策，极大的促进了CNG汽车的产业发展，CNG汽车发展势头良好，随着CNG汽车迅速发展，对CNG加气站的需求也越来越大，今后CNG加气站发展前景十分广阔。

2 CNG加气机计量检定方法介绍

依据JJG996-2012《压缩天然气加气机》检定规程，CNG加气机检定可以通过质量法气体流量标准装置及标准表法气体流量标准装置两种方法进行检定，本文主要探讨标准表法气体流量标准装置的检定。

2.1 质量法简述

此方法为静态法检定，就是测量同时通过加气机的气体质量（或体积量）和标准容器的气体质量，进行直接比对，以得到加气机计量准确度的结果。大致可以分为体积量测量和质量测量两种。

2.2 标准表法工作原理

CNG加气机检定装置的工作原理为标准表法，其主标准器是一台高精度的质量流量计。检定工作过程为：将CNG加气机与加气机检定装置串联连接起来，进行加气操作；压缩天然气经CNG加气机，再通过加气枪注入加气机检定装置，最后注入汽车储气瓶；比较CNG加气机的示值与加气机检定装置的示值，计算出CNG加气机的计量准确度和重复性（图1）。

本所采用的是河北邢台中测CNG050型CNG加气机检定装置由高准确度的质量流量计、精密压力表、高压阀门、控制系统、加气枪及便携式电脑组成。

3 标准表法检定CNG加气机装置操作方法

将加气机检定装置的电源线连接好，注意：先将点烟器的插头插入插口中，然后再旋转钥匙打开汽车的电源。确认加气机检定装置的电源指示灯亮起。与电脑连接的数据线连接好。（电源线的电烟器插头中有250V 1A的保险管，如果电源连接不上，请查看保险管）

打开加气机检定装置软件，点击“连接”选项，选择对应的USB口（com口），点击向下的黑色小箭头，会出现com口的编号。

如何手动查询COM口编号：右键打开“计算机”属性对话框，在里面选择“设备管理器”对话框并打开。在里面找到“端口”项，点击前面的“+”号展开后就会看到com口编号。

①设备连接到对应的com口后，如果连接正常的话，点击软件中的“开始检定”键，软件会跳出一个输入检定信息的窗口，输入相关信息后，点击确定，软件界面便会出现实时的温度显示，如果不出现温度，则说明连接或者电源有问题。②设备与电脑连接正常后，开始连接管路。首先，确定加气机检定装置的“阀门”处于打开的状态。先将检定装置配备的加气枪与检定装置的“出气口”相连，并确认枪口处的阀门处于关闭状态然后将加气站的加气枪与检定装置的“进气口”相连。并缓慢的打开枪口处的阀门，注意压力表的读数变化。注意：管路的连接要由加气站上的操作人员来操作，因为他们在操作加气枪以及阀门方面有足够的经验。③管路连接好后，确认没有漏气现象，即可开始检定过程。④由于第一次使用时加气机检定装置内有空气，所以第一次的加气过程不做误差计算。⑤在开始检定后，软件中的校准归零和清除累计按钮就可以使用了。

校准归零按钮，是用来校正质量流量计的流量状态的按钮，非常重要，一旦校准不正确，将造成巨大误差。如果在设备内没有气体流量通过，而显示有流量值时，才可使用。

清除累计按钮，是用来清除上方的质量累计值的，使我们的标准装置和加气机同时从零开始计数。

开始三次检定操作。

当加气站工作人员将加气枪插入到汽车上，打开加气枪的阀门后，在软件中会看到有一小部分的流量通过，等待软件中显示的实时流量为“0”时，点击“清除累计”按钮，就会看到累计后面的数字全变为“0”，这时就可以通知加气站的工作人员启动加气机开始向汽车的储气罐加气，同时软件中会显示实时的流量。

等待加气结束，取下加气枪，实时流量变为0后，输入气站上的加气机的示值，点击“计算误差”按钮，软件会将本次的检测值和标准值和误差显示在软件的右面部分。endprint

4 影响CNG加气机计量检定准确度的因素

使用中的加气机，计量检定工作一般在现场进行，使用在线计量检定标准装置或校表车，由于加气机检定是在现场进行，会受到环境条件的影响，同时还受其他因素影响，如：

①CNG加气机自身质量问题导致计量不准。

CNG加气机主要由质量流量计、计算机测控系统、压力管道、电磁阀等诸多零部件组成，由于这些零部件的质量良莠不齐，在经过加气机计算机测控系统控制之后，部分质量不好的零部件对控制命令执行不到位的情况将经常发生，比如压力管道局部泄气；电磁阀不能适时开启和关闭等。

解决方法：若出现因加气机本身零部件质量问题，导致测控系统不能实现预先设定好的工作状态的情况，应积极协助加气站经营者或管理者，及时确认问题所在并更换零部件。

②由密度引起的准确度及其影响，加气机的核心部位采用质量流量计，加气机加气需要通过设定密度将质量转换为体积，设定密度值一般由加气站管理员根据实际情况进行输入。偏差常在5%～10%之间，由此产生的计量误差导致的计量纠纷层出不穷。

解决方法：1）新规程中规定“对于以体积显示的压缩天然气加气机，在本规程实施一年内，须更改为以质量显示的加气机”。2）加气站密度输入必须由法定计量检定部门确认后輸入，建议法定计量检定部门根据加气站提供的密度报告和首次检定结果综合确认该被检站的CNG的密度后再输入。输入密度后应立即采取有效的电子铅封和机械铅封，在以后的检定调整中只调整仪表系数而不调整密度。

③检定条件影响测量结果。

标准装置的准确度会影响测量结果的准确度。例如：质量法中的电子天平准确度以及天平受到的环境影响。标准表法中标准表的准确度本身的影响以及不同种类标准表对测量组成的影响等。

解决方法：检定过程中应正确按照检定规程要求操作，以保证测量结果的准确度。

5 加气站常见的问题解答

5.1 为何设置不同压力的储气瓶和管道

设置不同压力等级的储气瓶及管道，是为了提高储气瓶利用率，降低压缩机启动时间，比如给公交车供气，先用低压瓶，等个低压瓶组与汽车气瓶组压力相等时切换到中压瓶组，最后切换到高压瓶组，高压瓶组没气了，启动压缩机，这个过程叫顺序取气。设置不同压力的瓶组不仅有利于提高压缩机使用寿命，对CNG压力稳定，流量稳定都有好处。

5.2 如果CNG汽车空罐来加气，罐的背压很低，而CNG压力很高，如何实现加注？

储气瓶现在都是模块化组件，都有计量、减压等诸多模块，加气机可按低压、中压、高压的顺序和一定比例取气及稳定加气的。

5.3 是否加气机就可以实现减压了？那么温度降低怎么办？

加气机的作用最主要是精确计量和平稳完全实现顺序送气（按比例），控制加气目标压力（加气速度），控制精度要求很高，需配套质量流量计、应急球阀等，加气机始终都要对加气目标压力（车载气瓶）进行监控的，加气机的功能不在减压上，关键是稳定。

5.4 温度和压力对CNG密度影响争议的解决

“质量流量计工作中，不受压力、温度和黏度变化的影响”，且在GB/T19237-2003《汽车用压缩天然气加气机》中明确说明CNG的密度是大气压力为101.325kPa，温度为20℃的情况下的统一状态下的密度。因此，应用质量流量计计量的CNG加气机在工作过程中不受天然气压力和温度的影响。

6 结束语

根据《计量法》的要求，加气机已经列入强制检定计量器具范畴，在检定过程中要着重考虑文中提到的各种影响因素，保证CNG加气机计量过程的准确可靠，维护消费者合法利益。

参考文献：

[1]钟华.CNG加气机测量结果不确定度评定[J].河南科技.

[2]罗嘉瑞.CNG加气机的检定和操作维护分析[J].智能城市， 2017（04）.

[3]何力人，周文辉，陈睿锋.压缩天然气（CNG）加气柱检定中应注意的问题[J].价值工程，2013（18）.endprint