液化天然气加气机计量检测技术现状分析

吴昊

摘要：LNG加气机是一种将LNG燃料加注到LNG汽车的一种专用计量设备，因为它兼具计量和计价的功能，具有贸易结算的特性，被列入我国强制检定类计量器具目录，对其实施有效的计量检定工作具有重要意义。然而，因为LNG具备低温深冷和易燃易爆这两个特点，给加气机的计量检测技术提出了更高的要求。本文就对液化天然气加气机计量检测技术现状进行分析和探讨。

关键词：液化天然气加气机；计量检测技术；现状

一、LNG加气机的组成与原理

2004年以后，隨着国内LNG市场的日趋成熟和我国装备制造业整体水平的快速提高，LNG加气机在国内市场得到日益广泛的应用。一般来说，组成LNG加气机的三个主要部分是质量流量计、气体管路和电子计控设备。

图1为LNG加气机的工作原理。如图1所示，LNG进入加气机后，加气机首先会根据加气状态确定LNG流向。当加气机在进行内部预冷循环时，LNG通过液相流量计、气动阀1回流到LNG加气站储液罐，此时虽然LNG经过液相流量计，但加气机不会进行流量计量；当加气机经过内部预冷循环，加气机内气体管路温度、压力与LNG流速达到稳定值时，加气机预冷完毕，可以进行加气操作。此时LNG会通过液相流量计、气动阀2及加气软管，使用加气枪给LNG储气容器进行充装，同时加气机的电子计控设备会在加气机显示面板上直接给出加气的实时累积流量、累积金额等数据。

在LNG充装过程中，可以根据需要将回气枪插到储气容器的回气口上，此时LNG储气容器中的余气通过回气枪、回气软管及气相流量计回到LNG加气站储液罐。这样能够降低储气容器内部压力，保证LNG顺利充装到储气容器中，同时气相流量计能对回气流量进行计量。加气机对LNG储气容器的实际充装量为液相流量计的计量值和气相流量计的计量值之差，最终结果会通过加气机的电子计控设备显示在加气机显示面板上。

二、液化天然气加气机的计量检定现状

（一）技术问题

目前，我国由于各地经济发展的不均衡，各地区使用的加气机型号不同，会使液化天然气计量出现问题。主要表现是技术上的问题。天然气加气机主要设置在室外，在加气时，气体的温度是不可控制的，而加气机主要工作的环境也必须要在低温下进行，一般按规定要求须保持到-160℃以下，而对于高温地区，则会导致加气管道内外温差出现巨大变化，有些地区夏天温差甚至会高达200℃以上，这就会导致气化现象的出现，这种技术问题，需要在实际中得到有效控制，不然则会影响加气质量，出现计量上的误差。

（二）LNG流量计在LNG加气中有着不可忽视的作用

流量计的作用不可小视，只有精确的数值计量，才能保证费用合理。科里奥利质量流量计是当前最普遍使用的技术，通过最直接精密的流体质量测量，使计量更加精确。流量计主要构件采用两根并排连接的管道，在回弯部位能够相向微振，使振动管达到同步作业。通过这种计量检测技术，能够从根本上避免低温不准的问题，使低温度检测更加精确。LNG加气机在加液时，会产生一定量的气体，这是不可避免的情况，而通过气相流量计量的方法能够对加气机整机计量准确率的提高，起到至关重要的评定。

（三）LNG加气机的回气问题

目前，我国国内LNG加气机主要采用双管计量仪器进行计量，即通过使用两个质量流量计来对加气和回气进行分别检测，最后将这两种测量数值的差值作为计量的最终结果。在这种模式下，无论采用单管计量还是双管计量，都需要根据LNG汽车储气瓶来定。在我国，因为LNG汽车储气瓶无法直接将气态的LNG蒸发形成可用液体，所以在计量时必须要采用带有两个枪头的计量器，这样就增加了计量检测的成本。

三、液化天然气加气机计量检定方法

（一）液化天然气加气机质量检定法

对于使用质量流量计的液化天然气加气机，在计量检定时通常采用传统的质量法进行计量检定，质量法属于静态检定方法，即通过测量质量差对比流量计读数确定计量的准确性。检定时，首先将加气机计量调成质量流量模式，经过加气后记录流量计加气前后示数，同时利用电子天平称量加气的标准质量，称3次取平均值，将流量计记录示数差与天平称得的净质量进行对比，检定加气机计量的准确性。质量检定法主要用于加气机现场计量检定，检定中电子天平受外界环境影响的不确定性容易导致检定结果的准确性下降，且检定后天然气既无法直接排放到空气中，又难以回收再利用，造成不必要浪费的同时危害环境安全。所以质量检定法存在缺陷较大，需要进一步加强和改善。

（二）液化天然气加气机标准表检定法

液化天然气加气机标准表检定法属于一种新型检定方法，主要通过用于传递标准的流量标准装置对加气机进行检定，即将性能好、重复性强、准确度高的流量计作为标准流量计，对其他待检流量计进行检测。标准表检测法依据流体力学的连续性特征，在相同直径的管道上串联标准流量计和待检测流量计，构成计量检定装置，将相同时间间隔的标准表示数和待检测表示数记录，两者进行对比，确定待检测表的技术指标。标准表检测法操作简单、检定效率高，周期短，无需外加天平等较大设备，灵活性强，对环境影响要求较低，更适合加气机计量现场检定。

四、结语

我国在压缩天然气加气机检定分析中仍然没有形成一套系统，专业的检定技术和相关装置还不完善，只有不断创新理念，提升技术能力，才能推动整个LNG加气机产业发展，促进我国天然气工业平稳进步。