馮光耀

榆林市計(jì)量技術(shù)研究院 陜西榆林 719000

隨著社會(huì)快速發(fā)展，資源問(wèn)題已經(jīng)成為各國(guó)最為關(guān)注的問(wèn)題之一，各國(guó)都在積極開發(fā)全新能源。其中液化天然氣（LNG）由于具有運(yùn)輸便利、成本低、無(wú)污染、儲(chǔ)存能量大等優(yōu)勢(shì)得到了非常廣泛的應(yīng)用。LNG實(shí)際應(yīng)用中最主要的形式之一就是通過(guò)加氣機(jī)注入到LNG汽車中，所以LNG加氣機(jī)計(jì)量的準(zhǔn)確性直接影響著液化天然氣的發(fā)展。

1 LNG加氣機(jī)的概述

1.1 LNG加氣機(jī)的基本組成

在正常情況下，LNG分配器通常包括：LNG質(zhì)量流量計(jì)；外殼，閥門和管道系統(tǒng)；電氣系統(tǒng)由3部分組成。殼體，閥門和管道系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，包括低溫氣動(dòng)閥、低溫安全閥、低溫截止閥、金屬軟管、充氣步槍、回氣步槍、低溫工藝管道等等，而電氣系統(tǒng)主要包括用于防爆的數(shù)據(jù)收集和電源供應(yīng)的系統(tǒng)。

1.2 LNG加氣機(jī)的基本原理

LNG容器通過(guò)測(cè)量液體的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行，并且所測(cè)量的液體是LNG分配器填充到氣瓶中的LNG液體的量。使用控制計(jì)算機(jī)并在屏幕上顯示相關(guān)信息，包括液化天然氣流量、單價(jià)、數(shù)量、加氣量等；以及可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊[1]。

2 LNG加氣機(jī)檢定現(xiàn)狀分析

2.1 LNG加氣機(jī)檢定中存在的技術(shù)問(wèn)題

在現(xiàn)階段，我國(guó)的LNG分配器主要使用低溫分配器，該溫度分配器對(duì)溫度非常敏感。特別是當(dāng)液化天然氣的儲(chǔ)存溫度低于零下160℃，將會(huì)在LNG分配器加液管道有大的溫度差。在夏季高溫室外環(huán)境的情況下超過(guò)20℃，這將在LNG加液檢查過(guò)程期間導(dǎo)致LNG氣化更大。

2.2 LNG加氣機(jī)檢定中的回氣問(wèn)題

目前，在我國(guó)，LNG加氣機(jī)的測(cè)量主要使用兩管測(cè)量裝置進(jìn)行，即使用兩個(gè)質(zhì)量流量計(jì)分別檢測(cè)充氣和氣體回收，然后使用兩個(gè)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)算結(jié)果之間的差，給出最終的測(cè)試結(jié)果。這種驗(yàn)證方法受液化天然氣儲(chǔ)罐容量的影響。這導(dǎo)致使用兩個(gè)步槍測(cè)頭儀檢查L(zhǎng)NG，測(cè)量和檢查L(zhǎng)NG分配器的成本相對(duì)較高。如果采用單流量計(jì)方法，則不會(huì)測(cè)量LNG回氣，并且LNG加氣機(jī)顯示的加氣量與實(shí)際加氣量之間會(huì)有一定的差距。這種差異在5%至15%之間，這增加了LNG加氣站的運(yùn)營(yíng)和管理難度[2]。

2.3 LNG科里奧利質(zhì)量流量計(jì)問(wèn)題

LNG分配器的主要組成部分之一是LNG流量計(jì)，現(xiàn)階段最常用的LNG分配器是LNG Corey Test Research Orly質(zhì)量流量計(jì)。這種流量計(jì)是非常精確的測(cè)量?jī)x器。它的兩個(gè)具有相同彎曲位置的振動(dòng)管相互連接。在測(cè)量驗(yàn)證過(guò)程中，會(huì)發(fā)生輕微振動(dòng)，從而導(dǎo)致振動(dòng)管連接和打開，可以在低溫下有效運(yùn)行。然而，因?yàn)樵谔畛溥^(guò)程中內(nèi)部和外部之間的大溫差，LNG被氣化，氣體和液體的存在會(huì)在一定程度上同時(shí)影響科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量精度，所以，氣相流量計(jì)的測(cè)量精度在提高分配器的整體測(cè)量精度方面起著非常重要的作用。在現(xiàn)階段，液相測(cè)量的精度為±0.1%，氣相測(cè)量的精度為±0.35%，所以提高氣相流量計(jì)在測(cè)量LNG中的精度非常重要。

3 LNG加氣機(jī)檢定優(yōu)化措施研究

3.1 檢定設(shè)備

主要的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備主要是指電子秤。必須保證其范圍達(dá)到最大重量值的兩倍，并且其精度必須高于II級(jí)。輔助設(shè)備主要是氣瓶和標(biāo)準(zhǔn)配重。在液化天然氣計(jì)量試驗(yàn)過(guò)程中，必須保證該設(shè)備符合安全和防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，檢查中使用的氣瓶必須滿足用于液化天然氣儲(chǔ)存的低溫絕緣壓力容器的要求，技術(shù)指標(biāo)能符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求（主要包括GB24159，GB18442）。

3.2 計(jì)量檢定的相應(yīng)流程一般情況下，采用質(zhì)量法進(jìn)行LNG加氣機(jī)檢定需要遵照以下流程進(jìn)行

（1）將電子秤放置在相對(duì)平坦的區(qū)域。調(diào)整后，將為其供電并加熱。一段時(shí)間后，可以用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證誤差在允許范圍內(nèi)。

（2）將氣瓶放在天平托盤上，同時(shí)調(diào)整天平以保證其顯示值為零。

（3）將LNG分配器中的加油槍連接到循環(huán)端口以執(zhí)行循環(huán)程序，以保證在完全預(yù)冷后將LNG分配器和氣瓶連接起來(lái)。

3.3 準(zhǔn)確性問(wèn)題

基于所顯示的平衡值的準(zhǔn)確記錄和LNG分配器的單個(gè)累積流量的指示，計(jì)算LNG分配器的單個(gè)指示的相對(duì)誤差?；诖?，在不同的高、低流量區(qū)域（3次）進(jìn)行了LNG分配器的全面檢查，在獲得一個(gè)指示誤差后計(jì)算平均值，最后計(jì)算出兩個(gè)不同的流量區(qū)域，指示誤差的絕對(duì)值。

對(duì)于高流量區(qū)域和低流量區(qū)域，不同區(qū)域的精度級(jí)別是不同的。高流量區(qū)域的精度級(jí)別設(shè)置為1.0，低流量區(qū)域的精度級(jí)別設(shè)置為1.5。同時(shí)，必須控制較高流量區(qū)的最大允許誤差<1.0%，低流量區(qū)的最大允許誤差<1.5%。

3.4 重復(fù)性問(wèn)題

計(jì)算不同流區(qū)的最大重復(fù)值時(shí)，可以參考以下公式，具體為：

其中，Emax代表特定測(cè)量點(diǎn)的最大相對(duì)誤差，Emin代表特定測(cè)量點(diǎn)的最小相對(duì)誤差，dn代表距離系數(shù)。獲得兩個(gè)流動(dòng)區(qū)的最大重復(fù)值之后，它被認(rèn)為是LNG分配器的精度水平的控制指標(biāo)，必須得到有效的控制，以便它小于或等于最大允許誤差的絕對(duì)值的50%。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著液化天然氣的廣泛應(yīng)用，我國(guó)的LNG加氣機(jī)也得到了快速發(fā)展。然而，仍然存在與檢查L(zhǎng)NG分配器相關(guān)的問(wèn)題，需要有效地解決這些問(wèn)題。