LNG加气机的计量检定现状及优化措施

寇辉

摘 要：大量石油资源的开采与利用使石油资源储量日益减少，能源枯竭危机日益严重，这也使石油交易价格呈现居高不下的态势。在这种发展形势下，天然气凭借其低成本、无污染的应用优势，使其在人们的日常生活及行业生产中得到了广泛应用，并已经成为石油最主要的替代品。为此，文章以液化石油气（LNG）加气机的结构及工作原理作为切入点，对LNG加气机的计量检定现状进行了分析，以此提出相应的优化措施。

关键词：LNG加气机；计量检定装置；检测技术；优化措施

中图分类号：TU996 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0083-02

Abstract： The exploitation and utilization of a large amount of petroleum resources make the reserves of petroleum resources decrease day by day， and the crisis of energy depletion becomes more and more serious. In this situation， natural gas has been widely used in people's daily life and industry production by virtue of its advantages of low cost and no pollution， and has become the most important substitute for oil. Therefore， based on the structure and working principle of the liquefied natural gas （LNG） aerator， this paper analyzes the present situation of the measurement and verification of the LNG aerator， and puts forward the corresponding optimization measures.

Keywords： LNG aerator； metrological verification device； detection technology； optimization measures

引言

在石油资源日益枯竭的今天，寻找石油资源的代替能源已经成为现阶段最重要的研讨话题。天然气以其低成本、无污染的优势使其成为石油资源的最佳替代能源，这也使液化天然气在各个领域中的应用日益广泛。液化天然气是指油田在开采过程中对形成的气体进行压缩、膨胀及液化冷却等处理，从而形成的一种低温液体，这种液体无色透明且外观清澈，能源增长速度位居世界首位。液化石油气和传统的石油资源相比，液化石油气更易运输，而且清洁性较好且运行压力也较低。为此，以下便对LNG加气机的计量检定进行浅要的探讨。

1 LNG加气机概述

LNG加气机又被称为液化天然气加气机，它能够为各种设备设施及车辆等提供液化石油气的服务设备，LNG加气机的主要功能是供给液化石油气的同时进行计量计价。由于我国的LNG加气站发展时间不长，这也使我国在LNG加气站方面的技术尚不成熟，以下便对LNG加气机的结构及工作原理进行分析。（1）LNG加气机结构。LNG加气机的结构主要包括六个部分，分别是加气枪、加气软管、电子控制器、质量流量计、回气枪及回气软管，加气机的内部结构决定了其是一种综合性、复杂化的现代化计量服务设备。在LNG加气机中，其核心结构为质量流量计、电控系统与管路系统这三个部分，LNG加气机的人机操作界面具备人性化的特点，界面设计新颖独特，操作便捷，同时它还具备结算与IC卡的收费结算等诸多功能，并且，LNG加气机中还扩展有用于网络管理的标准化接口。为了确保LNG加气机的安全，其电控系统中充分应用了防爆结构，并经过专业防爆检验机构的检验。（2）LNG加气机的工作原理。现阶段，LNG加气机主要是用来对提供的液化天然气服务进行贸易计价，它的种类包括单流量LNG加气机与双流量LNG加气机。其中，单流量LNG加气机采用的是无气相流量机，其在应用过程中具备操作便捷、成本低廉的优势。双流量LNG加气机在提供液化天然气时会对气体相对流动时的回气进行计算，并对加气部分进行扣除，进而提高了液化天然气的计量准确性，但由于其成本较高，使其在LNG加气机中很少被用到。LNG加气机的工作原理是依据流体质量进行计量检定作业，并利用监控技术对计量装置进行监控，由電子控制器负责液化天然气的供给控制，从而使LNG加气机具备单价显示与自我调节功能。

2 LNG加气机的计量检定现状

目前，社会对环境保护的日益重视，使节能环保理念成为未来发展的重要方向，液化天然气所具备的无污染特点恰恰满足了节能环保需求，这也为液化天然气创造了有利的发展条件。LNG加气机是实现液化天然气贸易的重要基础设备，它的计量检定功能既能够维护企业与消费者之间的利益，又能为企业的快速发展奠定良好基础。不过在现阶段的LNG加气机计量检定中，其应用现状仍旧不够理想，其应用中存在的问题主要体现在以下几个方面。（1）LNG加气机计量检定中存在的技术问题。目前我国所使用的LNG加气机主流为低温加气机，这种加气机会受到温度的很大影响，特别是在液化天然气储存条件低于高于零下160℃以上时，会使LNG加气机中的加气管道形成很大的温差，当外界环境气温较高时，这种温差甚至会超过200℃，这就使LNG加气机在计量检定作业中经常会发生液化天然气的气化问题。（2）LNG加气机科里奥利质量流量计。在LNG加气机中，LNG流量计的作用是不容忽视的装置，目前我国所使用的LNG加气机主要是采用的科里奥利质量流量计，这种流量计最早是被美国发明的，并取得了非常理想的应用效果，该流量计是一种精密而又直接的质量测量仪表，它通过两根回弯部位相向的振动管道进行并排连接，使其在计量检定时产生微微的振动，此时振动管便会靠拢或张开，有效解决了低温条件下对液化天然气进行计量时所产生的偏差问题，这也使其在LNG加气机中得到了广泛的应用。此外，LNG加气机在提供液化天然气时会受到温差影响而发生气化，这些气化后的气体会对科里奥利质量流量计在进行计量检定时的准确度产生很大影响。因此，在LNG加气机的计量检定准确度中，确保气相流量计具备较高准确性是至关重要的。（3）LNG加气机计量检定中的回气问题。现阶段我国在LNG加气机使用中主要是依靠双管计量装置实现计量的，该装置是借助于两个质量流量计来对回气与加气进行分别检测的，通过这两个质量流量计的检测结果并求出差值，便是LNG加气机的最终计量检定结果，而这也使LNG加气机的计量检定成本较高。其实，不论是双管计量还是单管计量，在进行计量检定工作时都要根据LNG储气瓶的容量来进行决定。由于我国的LNG储气瓶不能将气态的液化天然气直接转换成液态，这就使我国在对液化天然气进行计量检定时，必须要通过两枪头计量器来实现。相比于欧美发达国家来说，则能够实现单枪头计量检定。而这也是我国LNG加气机需要进行努力的方向，这样也能使LNG加气机的计量检定成本得以大幅降低。

3 LNG加气机的计量检定优化措施

通过对LNG加气机计量检定现状进行分析，明确了LNG加气机计量检定工作中存在的问题，为此，本文提出以质量法的方式进行计量检定工作，以此解决上述问题，实现计量检定的优化工作。为此，以下便对该方法的相关检定设备、计量检定流程等内容进行探讨。（1）检定设备。在质量法中，采取的检定设备主要包括主标准器与辅助设备，主标准器采用电子天平，其量程为计量检定时最大称量值的1.2倍至2倍，并且电子天平的准确度等级至少在II级以上。辅助设备则包括储气瓶与标准砝码，检定介质若采用LNG时，需要确保上述设备均能满足安全防爆要求。需要注意的是，在选用储气瓶时，需要确保储气瓶能够达到低温绝热压力容器在LNG储存方面的要求，同时，它的技术指标还应达到GB24159与GB18442技术标准内容中的使用要求。（2）计量检定流程。质量法的计量检定流程共分为五步：其一，将电子天平置于平地上并进行调整，通电预热一段时间后利用标准砝码进行校准，并进行误差检验；其二，将储气瓶置于天平托盘上，并将天平示值调零；其三，将LNG加气机中的加气枪连接到循环口中进行循环，在充分预冷完毕时停止；其四，循环停止后，将LNG加气机与储气瓶进行串接，并将LNG加气机调零，然后启动LNG加气机进行加气，使液化天然气能够通过LNG加气机注入到储气瓶中；其五，加气时间至少在两分钟以后停止，并断开连接。（3）准确度。依据加气机在注入LNG时的工作流程，将其划分为高流量区与低流量区，对天平示值及LNG加气机的单次累积流量示值进行记录，并对LNG加气机的单次示值相对误差进行计算，然后对LNG加气机分别在高、低两个流量区进行各三次的整机检定，以此获得这三次的单次示值误差，并取平均值，最后求得高、低两个流量区示值误差所形成的最大绝对值，并且，高低两个流量区的准确度等级中，低流量区中的准确度等级应为1.5，而高流量区的准确度等级应为1.0。低流量区中的最大允许误差应控制在 1.5%范围以内，而高流量区中的最大允许误差应控制在 1.0%范围以内。（4）重复性。对高、低两个流量区中的最大重复值进行计算，重复值的计算公式为：Er=100%×■，在该计算公式中，规定测量点中的最大示值相对误差与最小示值相对误差分别由Emax与Emin进行表示，极差系数则由dn表示，以此求出两个流量区的最大重复值，然后将其作为LNG加气机的最终重复性，需要确保LNG加气机最终重复性在所对应的准确度等级中，不得大于其最大允许误差绝对值的一半。（5）计量检定后的LNG回收。通常来说，在液化天然气检验充装时会有一部分排放到环境中，这也造成了液化天然气的很大浪费，而且还会给外部环境的安全带来隐患。因此，需要将CNG储罐气体进行降压处理后再和LNG气瓶进行连接，从而通过压差的利用实现了LNG的回收。LNG储罐中的主安全阀在开启时所产生的压力是1.59Mpa，因此，为了保证安全，要确保CGN储罐的充装压力要低于1.59Mpa，同时在连接完毕后要將LNG储罐与CGN储罐全部接上地线。在回冲时要确保LNG气瓶在天平中保持稳定，并根据储罐压力对调压器进行调整，LNG的回充速度应不超过40kg/min。在回充时要对电子天平中的数值进行密切观察，在LNG回充完毕后断开连接并对LNG并中的压力进行降压处理，使其降至0.3Mpa。

4 结束语

随着液化天然气在我国的不断发展，LNG加气机产业也得以高速发展，但目前所使用的LNG加气机在检定装置与检定规程都尚未得到完善，这也使LNG加气机的使用及其产业发展受到很大影响。当前，我国相关研究部门正在致力于对LNG加气机计量检定方法及其相关检定规程的研发与制定，相信在不久的将来，我国必将形成更加科学的LNG加气机计量检定方法，在检定规程方面也将变得更加完善。

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