影响液化天然气加气机检定工作的因素

【摘要】本文介绍了液化天然气加气机的结构和工作原理，对影响其周期计量检定工作的因素进行简单归纳，讨论计量检定过程中的注意事项，为液化天然气加气机的周期计量检测工作提供参考经验。

【关键词】液化天然气加气机；计量检定；影响因素

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.064

Factors Affecting the Calibration of Liquefied Natural Gas Dispensers

LIN Mingjin

（Hainan Kerui Measurement Technology Service Co.， Ltd.， Haikou 570102， China）

Abstract： This article introduces the structural composition and working principle of liquefied natural gas dispensers， briefly summarizes the factors that affect their periodic metrological verification work， discusses the precautions in the metrological verification process， and provides work experience for the periodic metrological verification work of liquefied natural gas dispensers.

Keywords： liquefied natural gas dispenser； metrological verification； influence factor

液化天然气加气机加注的是液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）。液化天然气主要成分是甲烷，其燃烧后的主要产物是二氧化碳和水。LNG是天然气经过压缩、降温至-161.5℃，在该条件下变成液体状态。LNG一般要储存在-161.5℃、0.1 MPa的低温储存罐内。

液化天然气燃烧后的主要产物是二氧化碳和水，对空气污染不大，而且燃烧后放出的热量大，是一种载能大的燃料，所以LNG是目前应用比较广泛的清洁能源。LNG加气机检定主要是采用标准表法进行周期检定。检定原理是：当低温LNG经过加气机，再经过检定装置，我们采集在相同的时间间隔内连续通过标准流量计和被检流量计的累积流量，然后对比加气机流量计和标准流量计的累积流量，算出加气机的误差，以此判断加气机的加气误差是否满足检定规程要求。

1.1组成部分

需要周期检定的液化天然气加气机一般是给汽车储罐提供液化天然气加注服务的加气设备，其主要由液化天然气储存罐、低温潜液泵、低温液相流量计、气相流量计、回路调节阀、电磁阀、液相加气枪、气相回气枪、加气管路系统以及电子计控器、辅助装置等组成。

1.2工作原理

液化天然气加气机工作原理如图1所示。在对加气机开始检定前，把检定标准装置和加气机连接好，先让加气机跑一个小循环预冷一下标准装置和设备管道，然后启动正常加气模式，通过控制阀及加气软管、加气枪给储气容器加气或者加回站里的储气罐。

检定时加气机可连接加气管路，通过检定标准装置直接给汽车的储气容器加气，也可通过检定标准装置接回气管路加回到站里储气罐。液化天然气加气机的液相流量计直接对通过的液化天然气累积流量进行计量并显示在加气机的显示屏幕上。

2.1加气机检定前准备

在去检定现场的路上应该提前把检定设备的电源通上，让检定设备提前预热，这样可以节省检定设备的预热时间。检定人员应遵守被检单位的安全管理制度，去静电设备要正确连接到检定设备，在雷雨天气，禁止进行检定工作。在连接加气枪之前，检定人员要使用压缩空气把加气枪、加气接口、回气枪和回气接口等位置上的冰和水吹干，防止加气过程中接头处的水结冰膨胀影响密封，造成检定管道的天然气泄漏，影响检定结果的准确性，同时天然气气体泄漏也会造成安全隐患。检定人员戴好防冻手套、面罩，穿好防冻服，检查相关阀门开关是否正确设置，设备是否把静电夹夹好，然后把液化天然气加气机和液化天然气加气机检定装置通过快速接头进行连接，接好消除静电夹，并把相关辅助设备准备好，如果检定人员通过耳朵能听到漏气的声音，必须重新连接。

2.2设备预冷階段

将加气机的加气枪和检定装置连接，将检定装置的加气软管和加气枪接入加气机大循环接口上，把液化天然气加气机和检定装置串联，检查并确认所有的接头接好后，按下“预冷”按钮，此时加气机就会开启小循环流程把检定装置和管道同时预冷好。在小循环的过程中，加气机显示屏会显示管道中天然气的温度、压力和密度等相关参数。在加气管道和检定装置得到充分预冷后，可以开始进行加气机计量检定工作。

2.3加气机计量检定

检定人员按下加气机“加气”按键，液化天然气通过加气机与检定装置，然后循环回到液化天然气的储罐内，也可以加到汽车的储存容器内。目前LNG的现场计量检定工作一般采用动态法进行检定，在加气的过程中要完成液化天然气加气机计量检定数据的采集。当检定装置显示的LNG流体状态参数（流量、温度、密度、增益等）满足检定条件时，开始对加气机面板显示的累积流量示值进行数据采集，采集数据的时间间隔至少1 min，计算前后2次数据的累积流量示值之差，除以同一时间内检定装置的累积流量示值，得到的数值就是加气机的单次测量示值相对误差，完成3次该流量点的累积流量测量后，取3次相对误差的平均值作为该加气机流量点的示值误差。

3.1注意安全事项和制定检定周期计划安排

1）安全事项。LNG是天然气通过压缩并冷却至其凝点-161.5℃后变成液体。当超低温液体与人体接触时，会对皮肤、眼睛造成严重冻伤。现场检定要求操作员必须戴好防冻手套、面罩，并穿好防冻服，防止被冻伤。不是检定相关人员不得靠近检定现场，以免发生泄漏被冻伤。检定人员在检定过程中尽量远离加气机和检定装置的接头处，特别是加气枪的快速接头处，以免发生泄漏被冻伤。在加气操作员拔卸加气枪的时候，其他人员要远离，而且要求操作员把加气枪的枪嘴朝地面，以免拔枪的时候喷到旁边的人，造成冻伤。

2）周期检定计划。液化天然气的站点没有加油站站点那么密集，由于加气站站点分散在每个市县，有的市县就一个站点，站点距离相距较远。检定周期紧张的时候检定人员一天得跑几个市县，所以完善周期检定计划对检定工作的顺利进行很重要。在海南中国石化的加气站检測都要用到他们内部的检测检修卡，有时候一个片区就一张卡，所以检定之前要提前沟通好，让站长提前准备好检测专用卡。检定人员在完成检定后，制定检定周期计划表，详细记录每个加气站的有效截止日期，保证加气机在有效期内运行，减少因设备超期使用而产生的投诉问题。在检定周期快到期前检定人员与加气站负责人取得联系，详细了解加气站的运行是否一切正常，确保检定当天加气机能正常运行，以免影响到检定工作正常进行。

3.2加气机加气量误差原因

加气机加气量误差较大，有的误差甚至达到50%。原因有以下几点。

1）刚开始运营的加气站，设备是新的，操作人员往往是刚上岗的，由于现场操作人员没有丰富的加气经验，对加气机的阀门开与关掌握不熟练，比如回气的阀门没有关闭，那么误差就有50%左右，这个时候可以通过对比加气机显示板的显示瞬时流量和检定装置的瞬时流量，就可以找到造成误差的原因是阀门没有正确开关。因此在加气机的首次检定现场，加气机的设备厂家技术人员必须到现场，这样在加气机设备发现问题时厂家的技术人员可以及时解决，不影响加气机的检定工作顺利进行。

2）加气机的流量计计数单位没有设置正确。有的加气机流量计刚开始设置，显示体积而不是千克，而检定装置默认的检测单位是千克，体积和千克单位没有办法测量比较，这就会使检定结果产生很大的误差。久不运行的加气机，检定结果显示流量计的重复性不合格，加气机流量计需要返厂修理。原因大多是加气机的流量计被杂质卡住了，导致加气机流量计不能正常运行，稳定性不好，流量计的重复性超出规程要求的范围。

3.3影响加气机增益不稳定的因素

1）当加气站储液罐的存液量不足，储罐的液体体积不足储罐总体积的1/4时，液化天然气会气化，造成管道的气体增多，使罐内压力增大，加气机的输液泵频率也会相应减小，这个时候加液机的增益往往是不稳定的。加气机的输液泵频率减小，加气机的流量也会随之减小，有时流量低于20 kg/min。加气机在低于20 kg/min流量下运行，达不到规程要求的最低1/4流量的要求，增益不容易稳定，造成检定结果不稳定。当加气机停机几个小时不加气，由于加气管道保温性不好，会有内外温差，管道内液态天然气就会出现气化的现象，随着管道内气化的天然气会增多，管道没有达到满管的状态，被气化的气体也无法被质量流量计准确计量，从而影响到计量检定的准确性与稳定性。因此，在检定停机几个小时以上的加气机，检定前一般要求把加气管道气化的液化天然气排掉一部分，接上检定装置开始检定时，要运行到增益平稳，流量与温度平稳了，再开始采集检定数据。判断管道内气化天然气多少，可以从加气机的增益系数是否稳定来判断，增益越稳定，证明管道内气化天然气越少。

2）如果从加气站储罐到加气机这段的输气管道没有做好保温措施，而且加气站的加气机基本是24小时不间断运行的，造成的后果是加气管外面的结冰越来越厚，如果不及时除冰，会影响到相关的设备运行。输气管道保温工作没有做好，管道中的液化天然气也容易气化，造成管道中气体增多，影响加气机的增益稳定性，增益不稳定就会直接影响到加气机计量检定结果的稳定性。在加气机给汽车的液化天然气储罐加气过程中，快要跑空的汽车储罐压力相对较高，汽车储罐的罐内压力太高会影响到加气量。为了给汽车储罐降压利于加气，一般操作都是边插气相的回气枪一边加气。在一般计量检定过程中，只对加气机液相的某个流量点进行检定，再用汽车的储罐作为检定回气时，这样操作就不能把气相的回气枪直接放回加气机设备上一起检定，造成计量检定结果相差很大。加气机主板故障也会直接影响加气机流量计的重复性。在某次检定过程中，检定人员发现加气机的重复性一直超过0.5，甚至最大达到1.5。刚开始以为是加气机流量计的问题，在报修到厂家后，技术人员来查看主板有生锈，更换主板后，加气机的流量计重复性就变到0.1左右了。因此，有时候加气机流量计的重复性不好，不一定是加气机流量计的问题，也有可能是加气机的主板问题。

本文对加气机周期检定工作中遇到的问题进行了总结，主要讨论检定过程中计量周期检定计划方案、相关操作人员安全操作、加气机设备的相关参数设置和加气机维护是否良好等方面对加气机周期检定工作的影响，为液化天然气加气机的周期计量检定工作顺利进行提供参考。总结计量检定工作中影响天然气加气机周期计量检定工作的主要因素，对天然气加气机周期计量检定工作的顺利开展具有一定的帮助作用。

【参考文献】

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[3]蒲龙啸，马自成，王涛.谈天然气化工深加工技术问题[J].中国化工贸易，2014，6（7）：20.

【作者简介】

林明进，男，1984年出生，工程师，学士，研究方向为流量与大容量。

（编辑：李加鹏）