周宇

摘要：介紹了CNG壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置的主要技術(shù)指標(biāo)、功能、工作原理及檢定方法，并對(duì)加氣機(jī)檢定過(guò)程中遇到的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析。

Abstract： This paper introduces the main technical indexes， functions， working principles and verification methods of the CNG dispenser calibration device， and analyzes the common problems encountered in the verification process of this machine.

關(guān)鍵詞：CNG加氣機(jī)；檢定；常見(jiàn)問(wèn)題

Key words： CNG dispenser；verification；common problems

中圖分類號(hào)：TH70 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）02-0208-02

0 引言

壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，簡(jiǎn)稱CNG）加氣機(jī)是提供CNG燃料充裝服務(wù)，并帶有計(jì)量和計(jì)價(jià)功能的專用設(shè)備。CNG加氣機(jī)屬于貿(mào)易結(jié)算類計(jì)量器具，屬于國(guó)家強(qiáng)制檢定類計(jì)量器具，被納入我國(guó)依法管理程序，其生產(chǎn)和使用必須符合法制計(jì)量管理要求。由于地區(qū)差異原因，北方地區(qū)CNG加氣站較為成熟，而南方地區(qū)CNG加氣站處于起步階段，在加氣站管理，經(jīng)營(yíng)，計(jì)量檢定方面都處理摸索階段。漳州市計(jì)量所是近年來(lái)本省較早建立CNG檢定裝置的技術(shù)機(jī)構(gòu)，在此，對(duì)本地區(qū)CNG加氣站發(fā)展情況，檢定技術(shù)及常用問(wèn)題進(jìn)行探討分析。希望對(duì)需要建立本檢定裝置的同仁有所啟示。

1 CNG加氣站現(xiàn)狀及趨勢(shì)

目前，我市共有8家天然氣加氣站，共計(jì)38條加氣槍，由于我國(guó)節(jié)能與新能源汽車的示范推進(jìn)，并出臺(tái)了相關(guān)私人購(gòu)買節(jié)能與新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼配套政策，極大的促進(jìn)了CNG汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，CNG汽車發(fā)展勢(shì)頭良好，隨著CNG汽車迅速發(fā)展，對(duì)CNG加氣站的需求也越來(lái)越大，今后CNG加氣站發(fā)展前景十分廣闊。

2 CNG加氣機(jī)計(jì)量檢定方法介紹

依據(jù)JJG996-2012《壓縮天然氣加氣機(jī)》檢定規(guī)程，CNG加氣機(jī)檢定可以通過(guò)質(zhì)量法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置及標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置兩種方法進(jìn)行檢定，本文主要探討標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定。

2.1 質(zhì)量法簡(jiǎn)述

此方法為靜態(tài)法檢定，就是測(cè)量同時(shí)通過(guò)加氣機(jī)的氣體質(zhì)量（或體積量）和標(biāo)準(zhǔn)容器的氣體質(zhì)量，進(jìn)行直接比對(duì)，以得到加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確度的結(jié)果。大致可以分為體積量測(cè)量和質(zhì)量測(cè)量?jī)煞N。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)表法工作原理

CNG加氣機(jī)檢定裝置的工作原理為標(biāo)準(zhǔn)表法，其主標(biāo)準(zhǔn)器是一臺(tái)高精度的質(zhì)量流量計(jì)。檢定工作過(guò)程為：將CNG加氣機(jī)與加氣機(jī)檢定裝置串聯(lián)連接起來(lái)，進(jìn)行加氣操作；壓縮天然氣經(jīng)CNG加氣機(jī)，再通過(guò)加氣槍注入加氣機(jī)檢定裝置，最后注入汽車儲(chǔ)氣瓶；比較CNG加氣機(jī)的示值與加氣機(jī)檢定裝置的示值，計(jì)算出CNG加氣機(jī)的計(jì)量準(zhǔn)確度和重復(fù)性（圖1）。

本所采用的是河北邢臺(tái)中測(cè)CNG050型CNG加氣機(jī)檢定裝置由高準(zhǔn)確度的質(zhì)量流量計(jì)、精密壓力表、高壓閥門、控制系統(tǒng)、加氣槍及便攜式電腦組成。

3 標(biāo)準(zhǔn)表法檢定CNG加氣機(jī)裝置操作方法

將加氣機(jī)檢定裝置的電源線連接好，注意：先將點(diǎn)煙器的插頭插入插口中，然后再旋轉(zhuǎn)鑰匙打開(kāi)汽車的電源。確認(rèn)加氣機(jī)檢定裝置的電源指示燈亮起。與電腦連接的數(shù)據(jù)線連接好。（電源線的電煙器插頭中有250V 1A的保險(xiǎn)管，如果電源連接不上，請(qǐng)查看保險(xiǎn)管）

打開(kāi)加氣機(jī)檢定裝置軟件，點(diǎn)擊“連接”選項(xiàng)，選擇對(duì)應(yīng)的USB口（com口），點(diǎn)擊向下的黑色小箭頭，會(huì)出現(xiàn)com口的編號(hào)。

如何手動(dòng)查詢COM口編號(hào)：右鍵打開(kāi)“計(jì)算機(jī)”屬性對(duì)話框，在里面選擇“設(shè)備管理器”對(duì)話框并打開(kāi)。在里面找到“端口”項(xiàng)，點(diǎn)擊前面的“+”號(hào)展開(kāi)后就會(huì)看到com口編號(hào)。

①設(shè)備連接到對(duì)應(yīng)的com口后，如果連接正常的話，點(diǎn)擊軟件中的“開(kāi)始檢定”鍵，軟件會(huì)跳出一個(gè)輸入檢定信息的窗口，輸入相關(guān)信息后，點(diǎn)擊確定，軟件界面便會(huì)出現(xiàn)實(shí)時(shí)的溫度顯示，如果不出現(xiàn)溫度，則說(shuō)明連接或者電源有問(wèn)題。②設(shè)備與電腦連接正常后，開(kāi)始連接管路。首先，確定加氣機(jī)檢定裝置的“閥門”處于打開(kāi)的狀態(tài)。先將檢定裝置配備的加氣槍與檢定裝置的“出氣口”相連，并確認(rèn)槍口處的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)然后將加氣站的加氣槍與檢定裝置的“進(jìn)氣口”相連。并緩慢的打開(kāi)槍口處的閥門，注意壓力表的讀數(shù)變化。注意：管路的連接要由加氣站上的操作人員來(lái)操作，因?yàn)樗麄冊(cè)诓僮骷託鈽屢约伴y門方面有足夠的經(jīng)驗(yàn)。③管路連接好后，確認(rèn)沒(méi)有漏氣現(xiàn)象，即可開(kāi)始檢定過(guò)程。④由于第一次使用時(shí)加氣機(jī)檢定裝置內(nèi)有空氣，所以第一次的加氣過(guò)程不做誤差計(jì)算。⑤在開(kāi)始檢定后，軟件中的校準(zhǔn)歸零和清除累計(jì)按鈕就可以使用了。

校準(zhǔn)歸零按鈕，是用來(lái)校正質(zhì)量流量計(jì)的流量狀態(tài)的按鈕，非常重要，一旦校準(zhǔn)不正確，將造成巨大誤差。如果在設(shè)備內(nèi)沒(méi)有氣體流量通過(guò)，而顯示有流量值時(shí)，才可使用。

清除累計(jì)按鈕，是用來(lái)清除上方的質(zhì)量累計(jì)值的，使我們的標(biāo)準(zhǔn)裝置和加氣機(jī)同時(shí)從零開(kāi)始計(jì)數(shù)。

開(kāi)始三次檢定操作。

當(dāng)加氣站工作人員將加氣槍插入到汽車上，打開(kāi)加氣槍的閥門后，在軟件中會(huì)看到有一小部分的流量通過(guò)，等待軟件中顯示的實(shí)時(shí)流量為“0”時(shí)，點(diǎn)擊“清除累計(jì)”按鈕，就會(huì)看到累計(jì)后面的數(shù)字全變?yōu)椤?”，這時(shí)就可以通知加氣站的工作人員啟動(dòng)加氣機(jī)開(kāi)始向汽車的儲(chǔ)氣罐加氣，同時(shí)軟件中會(huì)顯示實(shí)時(shí)的流量。

等待加氣結(jié)束，取下加氣槍，實(shí)時(shí)流量變?yōu)?后，輸入氣站上的加氣機(jī)的示值，點(diǎn)擊“計(jì)算誤差”按鈕，軟件會(huì)將本次的檢測(cè)值和標(biāo)準(zhǔn)值和誤差顯示在軟件的右面部分。endprint

4 影響CNG加氣機(jī)計(jì)量檢定準(zhǔn)確度的因素

使用中的加氣機(jī)，計(jì)量檢定工作一般在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，使用在線計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置或校表車，由于加氣機(jī)檢定是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，會(huì)受到環(huán)境條件的影響，同時(shí)還受其他因素影響，如：

①CNG加氣機(jī)自身質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)。

CNG加氣機(jī)主要由質(zhì)量流量計(jì)、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)、壓力管道、電磁閥等諸多零部件組成，由于這些零部件的質(zhì)量良莠不齊，在經(jīng)過(guò)加氣機(jī)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)控制之后，部分質(zhì)量不好的零部件對(duì)控制命令執(zhí)行不到位的情況將經(jīng)常發(fā)生，比如壓力管道局部泄氣；電磁閥不能適時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉等。

解決方法：若出現(xiàn)因加氣機(jī)本身零部件質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致測(cè)控系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)定好的工作狀態(tài)的情況，應(yīng)積極協(xié)助加氣站經(jīng)營(yíng)者或管理者，及時(shí)確認(rèn)問(wèn)題所在并更換零部件。

②由密度引起的準(zhǔn)確度及其影響，加氣機(jī)的核心部位采用質(zhì)量流量計(jì)，加氣機(jī)加氣需要通過(guò)設(shè)定密度將質(zhì)量轉(zhuǎn)換為體積，設(shè)定密度值一般由加氣站管理員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行輸入。偏差常在5%～10%之間，由此產(chǎn)生的計(jì)量誤差導(dǎo)致的計(jì)量糾紛層出不窮。

解決方法：1）新規(guī)程中規(guī)定“對(duì)于以體積顯示的壓縮天然氣加氣機(jī)，在本規(guī)程實(shí)施一年內(nèi)，須更改為以質(zhì)量顯示的加氣機(jī)”。2）加氣站密度輸入必須由法定計(jì)量檢定部門確認(rèn)后輸入，建議法定計(jì)量檢定部門根據(jù)加氣站提供的密度報(bào)告和首次檢定結(jié)果綜合確認(rèn)該被檢站的CNG的密度后再輸入。輸入密度后應(yīng)立即采取有效的電子鉛封和機(jī)械鉛封，在以后的檢定調(diào)整中只調(diào)整儀表系數(shù)而不調(diào)整密度。

③檢定條件影響測(cè)量結(jié)果。

標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。例如：質(zhì)量法中的電子天平準(zhǔn)確度以及天平受到的環(huán)境影響。標(biāo)準(zhǔn)表法中標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)確度本身的影響以及不同種類標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)測(cè)量組成的影響等。

解決方法：檢定過(guò)程中應(yīng)正確按照檢定規(guī)程要求操作，以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

5 加氣站常見(jiàn)的問(wèn)題解答

5.1 為何設(shè)置不同壓力的儲(chǔ)氣瓶和管道

設(shè)置不同壓力等級(jí)的儲(chǔ)氣瓶及管道，是為了提高儲(chǔ)氣瓶利用率，降低壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，比如給公交車供氣，先用低壓瓶，等個(gè)低壓瓶組與汽車氣瓶組壓力相等時(shí)切換到中壓瓶組，最后切換到高壓瓶組，高壓瓶組沒(méi)氣了，啟動(dòng)壓縮機(jī)，這個(gè)過(guò)程叫順序取氣。設(shè)置不同壓力的瓶組不僅有利于提高壓縮機(jī)使用壽命，對(duì)CNG壓力穩(wěn)定，流量穩(wěn)定都有好處。

5.2 如果CNG汽車空罐來(lái)加氣，罐的背壓很低，而CNG壓力很高，如何實(shí)現(xiàn)加注？

儲(chǔ)氣瓶現(xiàn)在都是模塊化組件，都有計(jì)量、減壓等諸多模塊，加氣機(jī)可按低壓、中壓、高壓的順序和一定比例取氣及穩(wěn)定加氣的。

5.3 是否加氣機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)減壓了？那么溫度降低怎么辦？

加氣機(jī)的作用最主要是精確計(jì)量和平穩(wěn)完全實(shí)現(xiàn)順序送氣（按比例），控制加氣目標(biāo)壓力（加氣速度），控制精度要求很高，需配套質(zhì)量流量計(jì)、應(yīng)急球閥等，加氣機(jī)始終都要對(duì)加氣目標(biāo)壓力（車載氣瓶）進(jìn)行監(jiān)控的，加氣機(jī)的功能不在減壓上，關(guān)鍵是穩(wěn)定。

5.4 溫度和壓力對(duì)CNG密度影響爭(zhēng)議的解決

“質(zhì)量流量計(jì)工作中，不受壓力、溫度和黏度變化的影響”，且在GB/T19237-2003《汽車用壓縮天然氣加氣機(jī)》中明確說(shuō)明CNG的密度是大氣壓力為101.325kPa，溫度為20℃的情況下的統(tǒng)一狀態(tài)下的密度。因此，應(yīng)用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量的CNG加氣機(jī)在工作過(guò)程中不受天然氣壓力和溫度的影響。

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)《計(jì)量法》的要求，加氣機(jī)已經(jīng)列入強(qiáng)制檢定計(jì)量器具范疇，在檢定過(guò)程中要著重考慮文中提到的各種影響因素，保證CNG加氣機(jī)計(jì)量過(guò)程的準(zhǔn)確可靠，維護(hù)消費(fèi)者合法利益。

參考文獻(xiàn)：

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