关于LNG加气机的计量检定研究

林 涛

（鞍山市检验检测认证中心，辽宁 鞍山 114001）

全世界面临着较大的能源危机，加快能源结构的调整，可以提高社会发展水平。近年来，液化天然气逐渐出现在人们的视野当中，由于在燃烧后不会产生对环境有害的物质，因此可以最大限度保护自然生态环境安全，实现了资源高效化利用。LNG加气机呈现出一体化的特点，使得加气过程更加高效和便捷，并且设备使用寿命较长，减轻了后期运维及检修的负担。LNG加气机在使用中会受到外部环境条件和自身性能等因素的影响，因此为了确保加气量的精确性，防止给企业和消费者带来经济损失，需要对其实施周期性计量检定，保证其在加气过程中不会出现较大的示值误差，发挥LNG加气机的性能优势及特点。应全面掌握LNG加气机计量检定的要点及难点，采取针对性控制措施，逐步提升计量检定水平。

1 LNG加气机概述

LNG的加注过程中要依靠LNG加气机实现，其包括了多个组成部分，如加气软管、低温流量计、电子计控器、调节阀、加气枪等，只有在各个部分的良好协同配合下，才能在液化天然气加注时获得可靠的计量结果。为了提高LNG加气机的安全系数，应当在回气软管和加气软管靠近加气机机体位置安装拉断阀，以避免气体泄漏导致的人员伤害。紧急停机装置是保护LNG加气机安全运行的最后一道大闸，它可以快速对LNG燃料来源实施隔离或切断处理，防止在紧急情况下酿成重大事故。电子计控器负责接收压力电信号和流量电信号等，实现各类数据的高效化传输和显示，加强对液化天然气的控制效果，当设备示值误差增大时，在其帮助下也可以实现自动化调节偏差，减小示值误差，为加气机使用人员提供更为精准的计量数据。在LNG加气机的检定过程中，通常采用质量法低温液体流量标准装置和标准表法低温液体流量标准装置，分别采用了质量法原理和比较法原理。LNG加气机的运行原理如图1所示。

图1 LNG加气机的运行原理

2 LNG加气机的计量检定方法

2.1 计量性能要求

加强对LNG加气机误差的控制，是计量检定工作的主要目的，要确保最大误差不超过±1.5%，测量重复性控制在0.5%以内。LNG加气机的量程比不小于4∶1，质量流量不超过80 kg/min，最小质量变量不大于0.01 kg。单价和示值乘积即为计算付费金额，在使用LNG加气机时应该按照该数值控制显示付费金额，以维护消费者的合法权益。

2.2 通用技术要求

在LNG加气机计量检定过程中，首先要对其外观进行全面检查，标识和铭牌不能出现看不清楚的情况。然后针对各个位置的插件实施检测，避免出现松动的情况，使其保持良好的稳定性。其次，计量检定人员还要检查LNG加气机相关随机文件，包括使用说明书和出厂检验合格证等，明确其中的详细内容，比如防护措施和具体使用方法等等。在检查LNG加气机的铭牌时，应该重点关注防爆等级、适用介质、最大工作压力、产品名称、出厂编号等内容，确保各项信息清晰可靠。除了要关注各类标识和铭牌信息外，还应该对压力、流量和温度的具体范围加以明确，准确度应该在0.5级以上，以确保在流量计算中不会出现严重的误差。同时，低温流量计是LNG加气机的核心构件，在计量检定工作中需进行重点检查。针对LNG加气机的误差调整功能实施检定，确保在流量系数调整设备接口位置具有完整的机械封印防护装置，通过机械封印和电子封印双重保障措施，对重要参数进行有效保护，防止出现对计量结果有影响的数据被随意更改的情况。在对设备参数实施更改时应做好全面记录工作，明确具体时间、内容和人员信息等。此外，LNG加气机的安全性能也是计量检定工作中的主要内容，首先要对其密封性进行检测，把加气机调整到最大工作压力后维持最少5 min的时间，如果不存在泄露状况则可以确定其密封性达到使用要求。如前所述，紧急停机装置对于LNG加气机的安全保护必不可少，因此需要对其停机功能的可靠性进行检定，确保在出现意外状况时可以有效控制阀门的关闭，并且应在显著位置设置该类装置，以提高紧急情况下的响应速度。未经过工作人员的确定，不能对紧急停机装置实施复位处理。全面检查拉断阀的状态，防止在使用LNG加气机的过程中出现卡涩的情况，增强对安全事故的控制。

2.3 计量器具控制

2.3.1 检定条件

标准表法低温液体流量标准装置即LNG加气机检定装置在实践中的应用较多，ADS-LNGJDZZ-01型液化天然气（LNG）加气机检定装置，是由Micro Motion高精度的质量流量计、管路系统、便携式计算机组成。该装置是随着现代科技技术和车用加气设备的发展而产生的一种通过标准表法来检定加气机的检定装置。LNG加气机检定装置如图2所示。该装置主要包括了工业相机、检定装置、电脑及相关软件、连接管路等。对于各类数据信息的采集主要依靠工业相机完成，既提高了数据采集效率，又确保了数据准确性，满足了自动化传输和处理的要求，大大减轻了工作人员负担，降低了计量检定过程中不确定因素导致的误差。截止阀、高精度质量流量计和安全阀等共同组成检定装置，是决定信息采集及检定结果可靠性的关键构件。电脑及相关软件的应用，可以实现数据采集与计算、打印的一体化操作，尤其是对于图片数据的识别更加高效精准。回气软管、加液枪和回气枪等共同组成连接管路，确保在计量检定过程中的良好连接。在实践工作中需要对计量检定装置的各项性能进行全面检查，包括了防爆性能、扩展不确定度和辅助装置等等。按照低温管道设计要求中的相关标准，严格控制各类阀门和管路的运行状态。在检定过程中要确保流量计和管道当中充满LNG，根据GB/T19204中的相关要求对介质质量加以控制，以降低检定结果的误差。明确GB50156和GB/T20368等规范中的相关内容，加强对泄放过程的控制，防止引发安全问题。此外，对于检定环境的有效控制，也可以避免对检定结果产生严重干扰，包括了大气压力、环境温度和湿度等等，分别控制在86～106 kPa、-25～55 ℃和35%～95%，电源电压值和频率值分别为（220±22）V和（50±1）Hz。

图2 LNG加气机检定装置

2.3.2 检定项目与方法

在LNG加气机计量检定过程中，应该对外观和随机文件、误差调整、封印等实施检定，包括了首次检定、后续检定和使用中检查等。LNG加气机的密封性是决定其安全性能的关键，同时也会受到紧急停机装置和拉断阀的影响，因此也应该对其实施首次及后续检定、使用中检查。LNG加气机的计量性能主要包括了最大允许误差、重复性、流量范围、最小质量变量和付费金额误差等，其中最大允许误差和重复性都需要实施首次检定和后续检定，无需采取使用中检查的方法；流量范围和最小质量变量、付费金额误差只需要进行首次检定。上述检定项目的基本方法如前所述。

检定流量点q1和q2的实际流量范围应该分别在32～80 kg/min以及20～32 kg/min之间，同时最大允许误差应该控制在1.5%以内。为了降低外界环境因素对检定结果的干扰，应该将温差控制在5 ℃以内，单次连续加注时间也应该在3 min以上。由于在LNG加气机计量检定过程中存在一定的危险，因此必须采取有效的防护手段，以防止工作人员及设备的安全受到威胁。明确安全管理制度中的相关要求，确保在整个工作过程中操作的规范性，加强防火防漏液管控。为了保护面部，可以佩戴安全护目镜或防冲击面罩，还要对手套的低温保护功能实施检查，以防冻伤。针对容易出现结霜的位置实施吹扫，比如回气口、加气枪枪口等位置，吹扫气体可以使用氮气和压缩空气等比较稳定的气体。

为了避免发生严重的漏电事故，应该做好检定装置的接地处理，预热时间应控制在30 min以上。快装方法在连接检定装置及LNG加气机时较为常用，应确保加气口中加气枪的良好稳定性，同时在LNG加气机循环口中插入检定装置的加气枪，启动设备后针对各项参数进行记录，包括了温度参数、流量参数和密度参数等等。在对流量进行调节时，既可以借助于调节阀实现，也可以通过改变罐内压力和输出压力实现。在循环停止时，应该确保流量值达到相应的范围要求，同时其他检定条件也要与标准要求一致。针对q1点和q2点实施三次单独检定，对于q1点实施三次加气机整机检定，做好储气容器和检定装置的连接，在加注工作中，气相流量计可以对回气实施计量，同时返回到LNG储罐当中。完成LNG加气机的加气处理后，及时取出回气枪和加气枪，同时也要对储气容器和检定装置实施断开处理。动态法可以有效保障数据的可靠性，所以在数据采集工作中的应用较多。针对q1实施加气，根据相关要求确定最佳温度、流量和密度等参数，采集累积流量示值，两次数据采集的间隔时间应该在1 min以上，比较检定装置累积流量示值和采集数据之差，借助于专用公式进行计算，以获得单次测量示值相对误差，这是静态法的基本原理。获取最大允许误差时，在测量中应该测量3次同时取平均值，降低计算结果的误差。根据流量点单次测量示值相对误差最大值、最小值和极差系数等确定LNG加气机的重复性，如果测量3次，则极差系数为1.69。根据LNG加气机面板显示金额、加气量和LNG单价等计算付费金额误差，计算过程中也应该重复3次，以降低计算误差。

2.3.3 检定结果处理

如果LNG加气机通过了计量检定，则应该及时出具检定证书并完成合格标志的粘贴，为后续使用奠定基础。如果LNG加气机没有通过计量检定要求，则应该将具体的不合格项目在检定结果通知书当中标明，暂停粘贴使用标志，防止该加气机继续工作。部分位置会对LNG加气机的计量性能产生影响，包括流量系数调整设备接口、低温流量计、预冷旁通管路的控制阀等，为了加强对LNG加气机的保护效果，需要设置相应的封印。LNG加气机检定周期控制在6个月以内，防止长时间使用而造成误差增大的情况。

3 结语

LNG加气机在实践中得到广泛应用，可以有效提高加气效率，为社会生产生活带来便利。在长期使用过程中，应该做好LNG加气机的计量检定工作，确保其精度达到标准要求，防止在加气过程中出现较大的数据偏差。在计量检定工作中，应该明确具体的性能要求和技术要求，同时掌握检定条件、检定项目与方法、检定结果处理等关键环节的要点，强化计量器具控制效果，获得更加准确可靠的检定结果。