俞桄

摘要：LNG汽車在我國城市得到了廣泛的推廣，與之相配套的橇裝式LNG加氣機也得到了人們的重視。橇裝式LNG加氣機具有占地面積小、建設周期短、自動化程度高、運營成本低等方面的優(yōu)勢，同時也是我國節(jié)能型清潔汽車燃料的發(fā)展使用設備之一。但橇裝式LNG加氣機加氣系統(tǒng)及計量系統(tǒng)存在損失量大、計量不準的問題，文章針對此問題對橇裝式LNG加氣機加氣系統(tǒng)及計量系統(tǒng)的優(yōu)化設計進行思考。

關(guān)鍵詞：橇裝式LNG加氣機；加氣系統(tǒng)；計量系統(tǒng)；優(yōu)化設計

在我國推廣應用清潔燃料汽車的號召下，天然汽車在越來越多的城市得到發(fā)展和應用，其中，應用最為廣泛的是壓縮天然氣汽車。液化天然氣汽車（LNG）以其自身污染小、安全性高、經(jīng)濟實用的特點，被廣泛的應用在大型長途運輸中。由此，我國在北京、長沙、杭州等地區(qū)加強了對LNG汽車及其有關(guān)加氣站的建立。在這些加氣站中，除了包括常規(guī)設備的系統(tǒng)加氣站外，還包括將加氣站設備在工廠集成安裝在撬板上的撬裝式LNG加氣站。但由于LNG加氣站發(fā)展起步較晚，在具有的使用和建設中國存在一些問題，比如計量數(shù)據(jù)不精確?；诖?，文章對橇裝式LNG加氣機加氣系統(tǒng)及計量系統(tǒng)的優(yōu)化設計進行思考。

一、LNG加氣站結(jié)構(gòu)的總體設計

（一）LNG加氣站結(jié)構(gòu)

LNG加氣站是一種高度集成的組合設備，主要是對整臺設備進行撬裝化的設計，具體分為主撬、輔助控制電器系統(tǒng)和加氣機三個部分。涉及的設備包括低溫儲罐、LNG泵、LNG汽化器和LNG售氣機等。

（二）LNG工藝流程

LNG工藝流程主要包括卸車、加氣、調(diào)壓三種。第一，卸車。卸車的流程主要是將LNG利用低溫運輸車運送到加氣站，并在加氣站進行卸車。第二，加氣流程。汽車的加氣流程主要在加氣的過程中，將LNG運送到低溫的潛液泵中，并在加氣機的作用下來對LNG的輸送量進行控制，同時利用流量計量來對LNG進行輸出，在顯示板上顯示LNG的質(zhì)量和價格。第三，調(diào)壓。調(diào)壓主要是在卸車后進行，利用LNG的低壓泵將儲蓄罐中的LNG輸入到氣化器中，在作用之后將LNG返回到儲存罐中。具體的工藝流程圖如圖一所示。

（三）LNG主要設備技術(shù)的參數(shù)

撬裝式LNG主要設備技術(shù)的參數(shù)具體如圖二所示。

二、橇裝式LNG加氣機加氣系統(tǒng)及計量系統(tǒng)

（一）橇裝式LNG加氣機的主要結(jié)構(gòu)

橇裝式LNG加氣機的工作主要是完成其從存儲罐到卸車氣瓶運輸?shù)挠嬃抗ぷ?，是供求雙方之間用于貿(mào)易結(jié)算的一種計量器具。橇裝式LNG加氣機是該汽車行業(yè)發(fā)展的重要部分，主要由質(zhì)量流量計、測控系統(tǒng)、閥件三大部分組成。

（二）橇裝式LNG加氣系統(tǒng)

橇裝式LNG加氣系統(tǒng)主要包括加氣槍接口、加氣槍回流接口、回氣槍接口三個接口，這些接口具有以下幾個方面的作用：首先，加氣槍接口能夠?qū)崿F(xiàn)加氣槍和加氣槍軟管的連接，從而為車輛的載氣瓶加氣口的加氣提供便利的支持；其次，加氣槍回流口在加氣的開始極端，能夠為整個系統(tǒng)提供一種實現(xiàn)循環(huán)制冷的可能，進而在一定程度上減少LNG的損耗，提升經(jīng)營商的總體效益；最后，當車載瓶壓力較大的情況下，加氣回氣槍能夠?qū)④囕d氣瓶中的天然氣直接傳輸?shù)酱鎯拗?，從而實現(xiàn)加氣瓶和存儲罐的平衡，并在此基礎上同時收集一些多余的天然氣，在一定程度上減少加氣的費用使用。具體的加氣系統(tǒng)工藝設計流程如圖三所示。

橇裝式LNG加氣系統(tǒng)工藝設計流程的目的是將LNG的能源損耗降到最低。設計流程表現(xiàn)體現(xiàn)在以下幾方面：第一，當橇裝式LNG加氣系統(tǒng)在待機狀態(tài)時，潛液泵的溫度在零下110攝氏度的五分鐘以后，會實現(xiàn)潛液泵整體的完全冷卻。完全冷卻后的潛液泵達到了設定條件的要求，這個時候可以對系統(tǒng)進行啟動，讓存儲的液體按照V01-F1-GV3-V03-LNG 儲罐的方向流動，在流動的過程中會從出口到存儲罐底部之間形成一個完整的循環(huán)。第二，當橇裝式LNG加氣系統(tǒng)在加注狀態(tài)時，要對加氣槍進行預冷，具體的預冷過程為V01-F1-GV2-加氣槍接口-加氣槍-回流口-止回閥-V03-LNG-儲罐。第三，在對加氣槍預冷之后，可以通過將其放置車載氣瓶中來進行加氣，在氣加滿之后會自動停止加氣。

（三）橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)

橇裝式LNG加氣機計量系統(tǒng)主要采用的是雙流量的計量方法，能夠在一定程度上提升LNG加氣站加氣系統(tǒng)計量的精確度，具體的流程如圖四所示。橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)的工藝流程為：在載氣瓶的氣壓不超過1MPa時，可以直接利用加氣槍進行加氣；當載氣瓶的氣壓超過1MPa時，可以在接入回氣口之后進行回氣，并在回氣之后來利用加氣槍進行加氣。

三、橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)優(yōu)化設計

橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)在我國發(fā)展起步較晚，且在現(xiàn)階段沒有專門的橇裝式LNG加氣機國家計量檢定規(guī)程，沒有實現(xiàn)對其計量系統(tǒng)的優(yōu)化設計。文章在此基礎上，利用質(zhì)量法對橇裝式LNG加氣機的加氣精密度進行檢定，進而實現(xiàn)對橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)優(yōu)化設計。

（一）橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)的質(zhì)量檢定法

橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)的質(zhì)量檢定法主要是對LNG加氣機的液體質(zhì)量進行測量，并在和標準的容器液體質(zhì)量對比下，逐漸提升LNG加氣機計量的準確度。具體LNG加氣機的計量系統(tǒng)的質(zhì)量檢定法如圖五所示。橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)的質(zhì)量檢定，首先要要對標準的空容器質(zhì)量進行精確測量，其次，在將LNG加氣機計數(shù)器歸零處理之后，將LNG加氣槍直接接入到標準的容器中，并同時開啟LNG加氣機來進行加氣。其次，當容器的質(zhì)量達到規(guī)定的標準之后，及時關(guān)閉LNG加氣槍，并再次測量標準容器的質(zhì)量。最后，對LNG加氣機上顯示的加氣質(zhì)量進行科學讀取。

（二）橇裝式LNG加氣機的計量系統(tǒng)優(yōu)化設計的實驗驗證

為了保證LNG加氣機加氣系統(tǒng)計量的精確，需要運用質(zhì)量檢定法對不同型號的LNG加氣機車載氣瓶在不同加氣狀態(tài)下的實驗驗證，具體的實驗結(jié)果如表一所示。根據(jù)表一可以發(fā)現(xiàn)，LNG加氣機的加氣計量系統(tǒng)在不同型號、加氣狀態(tài)下的計量誤差一般都在1%以下，由此可見，優(yōu)化后的計量系統(tǒng)符合工程的標準要求。

總結(jié)：綜上所述， 橇裝式LNG加氣機是LNG汽車的重要組成部分，也是未來天然氣汽車發(fā)展必要考慮的因素之一。

LNG汽車加氣站的加氣系統(tǒng)能夠在最大限度上減少 LNG的損耗、提升其計量系統(tǒng)的精確度，進而提升加氣站的安全和加氣站的經(jīng)濟效益。根據(jù)實踐研究發(fā)現(xiàn)，雙流量的LNG加氣機計量方式能夠?qū)⑵溆嬃肯到y(tǒng)的數(shù)據(jù)誤差降低到最小，使誤差有

效控制在1%以內(nèi)，從而體現(xiàn)加氣站系統(tǒng)的精確性。但我國LNG加氣站的發(fā)展仍處于初級階段，在單管和雙管的并存、加氣槍頭費用高等方面存在一些應用問題。因此，為了拓展LNG加氣機的使用范圍，充分發(fā)揮其作用，需要有關(guān)人員不斷探索和創(chuàng)新，在提升科技水平的基礎上，對LNG加氣站的計量系統(tǒng)進行深層次的優(yōu)化設計，進而研發(fā)出技術(shù)強、實用性強、經(jīng)濟實惠的LNG加氣機，促進我國汽車的天然發(fā)展。

參考文獻

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