李響

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機械學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010051）

影響LNG加氣機計量準確度的因素

李響

（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機械學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010051）

LNG（液化天然氣）作為清潔、高效、低碳的能源，在能源轉(zhuǎn)型中扮演著重要的角色，其作用也變得越來越大，隨著國家對清潔燃料汽車的推廣和應(yīng)用，各地加氣站不斷建設(shè)，LNG作為大宗貿(mào)易商品，涉及貿(mào)易結(jié)算和安全防護，必須解決流量量值的準確和統(tǒng)一。因此對影響LNG加氣機計量準確度的因素進行了研究分析。

LNG；液化天然氣；加氣機；計量

液化天然氣(Liquefied Natural Gas，簡稱LNG)，主要成分為甲烷，還有少量乙烷、丙烷等其他成分。從氣田中自然開采出的天然氣經(jīng)低溫冷卻至-162℃后成為LNG，LNG物理特性有：①無色、無味、無毒且無腐蝕性；②體積為同量氣態(tài)天然氣體積的1/625,其質(zhì)量僅為同體積水的45%左右；③LNG的燃點為650℃,著火點較高，所以更難點燃；④LNG的爆炸極限為5-15%，且氣化后密度很低，只有空氣的一半左右，即使稍有泄漏，也會立即揮發(fā)擴散，在非受限空間內(nèi)不存在燃燒、爆炸的可能，安全性好；⑤LNG的存儲是臨時性的，溫度、壓力、狀態(tài)隨時在變化。

1 LNG加氣機原理

液化天然氣加氣機是將液化天然氣加注到LNG汽車的一種貿(mào)易結(jié)算工具，它主要由三大部分組成，LNG質(zhì)量流量計，機殼、閥門及管路系統(tǒng)（低溫緊急切斷閥，低溫止回閥，低溫拉斷閥，低溫安全閥加液槍，回氣槍，加液口，金屬軟管等）PC控制系統(tǒng)和防爆控制電源等電氣控制。

圖1 LNG加氣機原理基本工作原理

如圖1所示，基本工作原理如下：

（1）預(yù)冷過程：按下預(yù)冷鍵LNG從進液口通過止回閥、液相質(zhì)量流量計金屬軟管1及其他管路和部件，最后液體流入LNG儲液罐，當(dāng)加氣機和管路內(nèi)部充滿LNG時，預(yù)冷過程結(jié)束，此過程加氣機不計量；

（2）加氣過程：啟動LNG“加氣鍵”，液體從進液口流向止回閥1、液相質(zhì)量流量計、氣動閥、金屬軟管1及加氣槍頭進入汽車LNG鋼瓶；汽車LNG鋼瓶中氣化的天然氣將通過LNG回氣槍頭、金屬軟管2、止回閥2、氣相質(zhì)量流量計及回氣口重新進入LNG儲液罐中。加液結(jié)束后，加液量為液相質(zhì)量流量計及氣相質(zhì)量流量計計量值之差，流量數(shù)值將顯示在LNG加氣機的液晶顯示屏上，加液可以默認自動充滿或在LNG加氣機上設(shè)置定額加液量。

（3）充液結(jié)束后將LNG加氣槍頭和回氣槍頭分別放入指定位置完成加氣。

2 影響LNG加氣機計量穩(wěn)定性原因

（1）質(zhì)量流量計：目前市場上廣泛使用的LNG加氣機為科里奧利質(zhì)量流量計，它的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)管道中流動的流體產(chǎn)生的科氏力測得質(zhì)量流量，安裝科里奧利質(zhì)量流量計的加氣機在使用時會產(chǎn)生以下兩點問題影響計量準確性：①科里奧利質(zhì)量流量計長期使用后會出現(xiàn)零點漂移，多數(shù)流量計零點漂移產(chǎn)生的誤差可控制在1%以內(nèi)，極個別會出現(xiàn)較大漂移現(xiàn)象，使得計量準確度大幅度降低，因此需要定期檢查科里奧利質(zhì)量零點漂移程度；②科里奧利質(zhì)量流量計對振動敏感，在加氣機內(nèi)部安裝流量計時，應(yīng)保持其較高的穩(wěn)定性，同時要保持流量計測量管進出口水平一致，在安裝與使用加氣機時，需盡量較少加氣機不必要的震蕩及晃動，以減少測量誤差。

（2）工藝加工及設(shè)計：①LNG為超低溫液體，溫度高于-162℃極易氣化，LNG真空絕熱儲罐、真空泵池等設(shè)備在目前工藝水平下無法達到絕對的真空絕熱狀態(tài)，因此這些設(shè)備會與外部會發(fā)生緩慢的熱交換，形成BOG氣體，由于科里奧利質(zhì)量流量計不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制（按型號而異）會顯著影響測量值，LNG管道內(nèi)由于流量小或溫度升高極易形成的氣液兩相狀態(tài)使得LNG加氣機計量精度顯著減少；②LNG加氣站設(shè)計安裝中設(shè)置了較長的管道及眾多的法蘭、彎頭，使得在加氣過程中，LNG受到較大阻力，產(chǎn)生氣液兩相狀態(tài)，同樣會影響加氣機計量準確度；③LNG工藝管道保冷設(shè)計中采用絕熱材料保冷或者是真空管道，絕熱材料選擇時應(yīng)嚴格按照《設(shè)備及管道保冷技術(shù)通則》GB/T11790的規(guī)定選擇保冷材料，但由于目前國家沒有可執(zhí)行的技術(shù)規(guī)范，沒有針對加氣站對使用保冷材料進行要求，使得很多LNG加氣站采用絕熱材料用來保溫，而不是保冷，使得管道中的溫度不能達到LNG完全液化要求，影響了LNG計量精度。

（3）人員操作。LNG易氣化，由于LNG加氣機內(nèi)部管路長，因此需要加氣人員統(tǒng)一規(guī)范的操作流程，保證LNG的交易計量準確度。

LNG的超低溫和易氣化特性使得在利用儀器對其進行精確計量時產(chǎn)生諸多困難，針對如何提高LNG的計量精確度還有很多工作要做，我們要積極積累LNG加氣機生產(chǎn)及管理經(jīng)驗，進一步提高加氣機計量精準度等問題，以促進我國LNG加氣機產(chǎn)業(yè)快速、健康發(fā)展。

李響（1993-），女，內(nèi)蒙古赤峰人，碩士研究生，主要研究方向：儀器儀表方向。