压缩天然气加气机检定的问题及对策探讨

孟现波

（新疆维吾尔自治区克拉玛依市质量与计量检测所 新疆克拉玛依 834000）

1 前言

压缩天然气（CNG）凭借其特有优势，例如，尾气污染物排放低、运输成本低、使用安全等被我国广泛应用于车燃料领域。 CNG 汽车在我国的应用早在21 世纪初就已得到广泛重视，且随着我国“西气东输” 项目的实现CNG 汽车获得了进一步的发展，而加气机是CNG 的加气及计量终端设备，必须保证计量精度才能更好地服务于广大消费者[1]。 因此，本文重点对CNG 加气机检定中的问题及对策进行探讨。

2 CNG 加气机的构成和工作原理

2.1 CNG 加气机的主要结构

从结构上分析，CNG 加气机的主要结构包含：加气枪；流量计；电子计控器；拉断阀；限压传感器；快速切断阀；电磁阀组等。

2.2 工作原理

CNG 加气机工作原理为：加气机收到加气枪传送信号后，加气站储存的天然气向加气枪中传送，加气功能启动后低压电磁阀首先开始充电。 CNG 经由开关阀、质量流量计、空气软管和3 个球阀上的软管传送到加气枪的顶部，加气枪对准汽车加气装置对CNG 进行传输。 通过加气枪顶端的压力传感器对输送的天然气压力进行详细控制。操作进行中，加气机的流量计会对加气量进行统计，设备的显示面板会对流量控制传感器所接收到的流量信息进行显示，整个过程持续到低压输送气体的气压值与汽车气缸内部的压力值平衡，机箱顶部的流量传感装置接收到流量传输信号的强度达到流量传感装置的既定值，智能检测系统将会自动关闭低压天然气的输送，并切换到中压进行输气[2]。

3 CNG 加气机检定的常用方法

计量检定规程JJG 996—2012《压缩天然气加气机》[3]对GNG 加气机的检定给出了如下2 种方法。

3.1 质量检定法

质量检定法是一种典型的静态检定方法， 通过同时计量流经GNG 加气机的气体质量（体积量）和标准容器的气体质量（体积量），然后将测量结果进行对比，最终获得加气机的计量误差结果。质量检定法又可以分为2 种，分别是体积量测量和质量测量。

3.2 标准法

标准法是将准确度等级高的高压气体质量流量计作为计量标准装置，检定操作如下：将CNG 加气机和计量标准装置采用串联的方式进行连接，加气过程中，CNG 依次经过加气机、计量标准装置后进入汽车的储气装备，通过将加气机的数据和标准装置的数据进行比较，判断被检定的加气机的计量误差。

4 CNG 加气机检定中存在的问题

4.1 加气机质量问题

在实际检定过程中，加气机检定结果会直接受加气机质量的影响，因为加气机主要由质量流量计、电磁阀、电子计控器等器件组成，假如这些器件的质量存在问题，将直接对加气机的性能产生影响，最终影响计量检定结果[4]。

4.2 CNG 的密度影响

计量检定中，计量标准装置中输入的密度值必须与加气机控制面板中的密度值保持一致，才能保证计量结果的准确性。在实际工作中，对于不同气源而言，CNG 的密度值会有所不同，即便气源地相同，CNG 的密度也可能不同，当CNG 的密度值发生改变，就需要工作人员根据第三方密度检测报告及时更正加气机控制面板中的密度值。 导致超差的原因可能有2 种：（1）标准装置中的密度值是根据最新密度检测报告给出的，而加气机中的密度值没有及时更新。（2）加气机中的密度值是根据密度检测报告输入的，但标准装置中输入的密度值是未更新的数值。

4.3 阀门开启顺序和标准装置是否清零的影响

在CNG 天然气加气机检定过程中，检定结果会受到阀门的开启顺序与标准装置是否清零的影响（图1），A、B、C 分别表示CNG 加气机检定时的3 个阀门，分别为加气枪阀门、标准装置阀门和高压气瓶开关。 在CNG 加气机计量检定过程中，应首先打开标准装置阀门B，然后打开加气枪阀门A，给标准装置加冲一定压力后，清零标准装置，最后开启气瓶开关，开始加气过程。 但在实际操作过程中，常常会发生标准装置冲压后未清零或先于阀门A 开启气瓶开关C 的情况，从而造成检定结果超差或消费者利益损害。

图1 CNG 加气机检定装置连接示意图

4.4 温度与压力的影响

温度与压力对加气机计量检定的影响主要是因二者对CNG 的密度产生影响。 例如，当温度越高，CNG 的密度便越低，CNG 质量相应减小，这对经营者而言是有利的。 而当压力升高时，CNG 的气体密度也会增加，在汽车储罐体积不变的前提下，CNG 的质量增加。

5 CNG 加气机计量检定问题的对策

5.1 提高加气机自身的质量

要想提高加气机质量，首先需要确保组成加气机的各零部件的质量，这便要求生产者在生产过程中选择社会信誉好的厂家生产的零部件，从而确保零部件能够长期稳定工作，除此之外，经营者还需聘请专业的人员定期对加气机各个零部件进行维护和保养，在每次加气前注意观察加气机是否完好[5]。

5.2 加气机当量和密度的设定及检查

我国规定加气机的计量单位是kg，但我国大部分地区的厂家是以m3为计量单位，因此在加气机运行和计量时需选用质量流量计，同时需要根据第三方检测报告人工输入密度值，然后加气机电脑主板将气体质量换算成体积值，并作为计量结算结果。但是在实际结算过程中，一旦出现操作问题或者密度值不准确，必然会给商家或消费者带来不公平的交易，相关部门应根据相关规定统一把天然气的计量单位m3换算成kg，既可以降低公式运算发生错误的概率，也可减少计量出现错误的频率。

5.3 调整阀门开启和标准表清零的顺序

在实际的计量检定过程中，先于阀门A 开启阀门C，会导致车载气瓶的CNG 回流，容易引起消费者不满，产生经济纠纷，而标准装置未清零，会直接影响计量检定结果。

5.4 尽量避免温度、压力对密度的影响

一般情况下，温度和压力不会对质量流量计产生影响，但温度和压力改变时，会对CNG 的密度产生影响，从而导致CNG 的实际密度值跟加气机和标准装置中的密度值存在偏差，尽管此种情况不会对计量检定结果产生影响，但在一定程度上会损害加气站或者消费者的利益，因此应尽量降低温度与压力对CNG 密度的影响。 笔者认为，应从以下2 个方面入手：（1）标准装置应尽量跟热源（如汽车发动机）保持一定距离，以便避免热源辐射导致CNG 密度改变。（2）在放置标准装置时还应尽量远离外来的振动源（如汽车发动机），并且保证标准装置水平放置，尤其注意不能放在振动或者松软的地面上。

5.5 加气机计量超差的调节

试验证明，长期使用的加气机的检定结果有时会存在超差情况，此时可适当调节脉冲系数和质量流量计以减小误差。另外，加气机是精密度较高的设备，按计量检定规程，应半年进行一次检定，减少加气机出现异常的可能性，以确保其运行的准确性、可靠性[6]。

5.6 相互交流、减少影响因素

有关部门及工作人员应加强与加气机生产厂家及加气站的交流沟通，尽力构建出一个利于交流合作的平台，本着真诚互助的原则，共同解决加气机计量检定过程中存在的问题。对影响检定结果的因素，例如温度，可建议在加油站安装加气机时远离靠近热源的地带，从而尽可能地避免相关因素的影响，更好地开展工作，才能使CNG 加气机检定中存在的问题得到有效解决。

6 结论

综上所述，CNG 加气机作为CNG 输出终端的一种专用计量仪器，其不但具有计量作用，同时具备计价功能，而计量结果准确与否直接影响着贸易结算的公正公平，因此必须高度重视加气机的计量检定。 本文结合检定实践，提出当前CNG 加气机计量检定中存在的一些问题，并探讨了解决方法，以期提升加气机计量检定结果的准确性和可靠性。