液化天然气加气机计量检测技术现状分析

发表时间:2019/9/27   来源:《知识-力量》2019年10月43期   作者:李强 庞佳文
[导读] LNG加气机是一种将液化天然气燃料加注到LNG汽车的一种专用计量设备,因为它兼具计量和计价的功能,具有贸易结算的特性,所以被列入我国强制检定类计量器具目录,对其实施有效的计量检定工作具有重要意义。经过几年发展,我国的LNG加气机技术已经日趋成熟。2015年6月,国家质量监督检验检疫总局发布了液化天然气加气机计量检定规程(JJG 1114-2015),对LNG加气机的检定进行了规范。本文对LNG加气
(大同市质量技术监督检验测试所,山西省 大同市 037000)
摘要:LNG加气机是一种将液化天然气燃料加注到LNG汽车的一种专用计量设备,因为它兼具计量和计价的功能,具有贸易结算的特性,所以被列入我国强制检定类计量器具目录,对其实施有效的计量检定工作具有重要意义。经过几年发展,我国的LNG加气机技术已经日趋成熟。2015年6月,国家质量监督检验检疫总局发布了液化天然气加气机计量检定规程(JJG 1114-2015),对LNG加气机的检定进行了规范。本文对LNG加气机计量检测技术的现状进行探讨,希望对推动相关计量检定工作的发展能够有所借鉴。
关键词:LNG;加气机;计量检定

 
              一、我国LNG汽车和加气站发展现状及趋势
             1.1LNG汽车发展现状及趋势
             目前,我国节能与新能源汽车示范推广试点城市已达到25个,并出台了相关私人购买节能与新能源汽车财政补贴配套政策,极大地促进了LNG汽车产业的发展。预计到2019年底,全国LNG汽车保有量将趋近于120万台。车辆类型主要为重型卡车、城际客车和公交车。而且由于LNG汽车可以节约车主和运输公司的运营成本、改善天然气生产商和供应商的盈利能力,所以近年来我国LNG汽车发展较快。
             二、液化天然气加气机的计量检定现状
             目前,建设节能、环保的现代化社会已成为我国社会发展的必然趋势,而液化天然气的广泛普及正好适应了这一时代发展规律要求,这给液化天然气事业的发展提供了政策优势。液化天然气加气机作为液化天然气贸易计算的基础,对其进行计量检定一方面能有效保障企业和消费者自身的权益,另外也为企业更好发展提供了资料基础。但在目前的液化天然气加气机的计量检定工作中,还存在着许多不足之处,具体表现在以下几个方面。
             2.1技术问题
             目前我国液化天然气计量工作中所使用的加气机主要是以低温加气机为主的,在零下160℃的条件下,加气管道内外温差非常大,夏天的时候温差甚至会高达200℃以上,因此在加气机的使用中经常会出现气化的现象。
             2.2LNG科里奥利质量流量计
             LNG流量计在LNG加气机中有着不可忽视的作用,科里奥利质量流量计在目前加气机计量装置中最为常见,也是时至今日应用最成功的案例。这一技术最早出现于美国,是一种直接而精密的流体质量测量仪表,它在构成上分别采用两根并排连接的管道并在回弯部位彼此相向且微微振动,这个时候他们会随之发生靠拢或者立即张开。这个时候两个振动管是同步进行的,也可能是堆成的。经过实践分析,这一计量检测技术的应用成功避免了低温条件下加气计量不准确问题的出现,从而得到LNG加气机行业的认可。另外,LNG加气机在加液过程中由于内外温差大而气化,难免会产生一些气体,气液两相对科里奥利质量流量计的计量准确度影响较大,气相流量计量的准确性对加气机整机计量准确度的提高起到了至关重要的作用。
             2.3LNG加气机的回气问题
             目前,我国国内LNG加气机主要采用双管计量仪器进行计量,这个时候也就是利用两个质量流量计分别对需要测量的加气和回气进行检测,这两种测量数值的相比差才是本次计量的最终结果。在这种背景下,不管采用单管计量还是双管计量,都需要根据LNG汽车储气瓶来定。在我国,由于LNG汽车储气瓶无法直接将气态的LNG蒸发形成可用液体,在计量的时候必须要采用带有两个枪头的计量器,而欧美国家已经达到一个枪头计量的要求。因此,我国未来LNG加气机回气检测必然是朝着一个枪头迈进的过程,这样也会大大减少LNG加气机的检测成本。
             三、LNG加气机的计量检定方法
             3.1用质量法进行加气机检定
             (1)检定设备
             ①主标准器。在压缩天然气加气机计量装置检定工作中,所采用的标准器件大多都是以天平为主的,且对天平的选择还要确保称量值能达到工作实际标准要求,且天平的准确度要保证在II级以上。


             ②检定步骤。(a)电子天平放置在坚硬的平地上,并使电子天平接地。将电子天平调整至水平,天平通电预热至规定时间。使用标准砝码将天平校准,检验其是否在最大允许误差范围内。(b)将储气瓶平稳放置在电子天平上,然后将电子天平示值归零。(c)将加气机的加气枪与循环口相连接,加气机开始循环流程,确定其充分预冷后,停止循环流程。
             3.2用标准表法进行加气机检定
             以低温液化气体(如液氮或LNG)为试验介质,在相同的时间间隔内连续通过标准流量计和被检流量计,用比较的方法确定被检流量计的流量标准装置。装置一般由流体源、试验管路系统、标准流量计、流量调节阀以及辅助设备等组成。
             3.3 两种方法的对比
             业内人士都清楚,LNG温度极低,具有可燃性,并且容易气化。检定时,几乎不可能全部回收LNG加气机加注出来的LNG,只能放空。虽然处理流程顺利,但容易产生安全问题和大气污染问题。因此严格来讲,称重法一般是实验室检定的通用办法,而现场检定则推荐采用标准表法。
             四、LNG加气机计量检测技术现状
             当前的LNG加气机的计量检定工作中还存一些问题,这些问题给保障企业和消费者的权益造成了一些不利因素,具体而言可以归纳为以下几点。
             4.1技术问题
             当前我国使用的LNG加气机主要为低温加气机,这种加气机在-160℃的条件下会产生非常大的加气管道内、外温差,夏天时候的温差甚至可能超过200℃,从而造成加气机在应用过程中非常容易出现气化的问题。
             4.2LNG加气机的质量流量计
             随着科里奥利质量流量计的广泛应用,以往低温条件下加气计量不准确的问题得到了极大的改善。但在具体应用过程中,因为LNG加气机在加气管道内、外温差较大的条件下容易发生气化,从而难免会产生一些气体,而这会对采用科里奥利质量流量计的加气机的计量准确性造成影响。
             4.3LNG加气机的回气问题
             目前,我国国内LNG加气机主要采用双管计量仪器进行计量,即通过使用两个质量流量计来对加气和回气进行分别检测,最后将这两种测量数值的差值作为计量的最终结果。在这种模式下,无论采用单管计量还是双管计量,都需要根据LNG汽车储气瓶来定。在我国,因为LNG汽车储气瓶无法直接将气态的LNG蒸发形成可用液体,所以在计量时必须要采用带有两个枪头的计量器,这样就增加了计量检测的成本。
             4.4对加气机进行整机检定出现的问题
             依据检定规程JJG1114-2015的要求,在完成整机检定时,需要有LNG储气容器与检定装置相接。但在现场的LNG储气容器需要由LNG汽车的储气瓶来代替,对于新设立的LNG加气站和偏远的加气站点会因为无车导致不易完成此项操作。同时现场检定人员的安全也不容易得到保障。
             结语:
             LNG加气机符合国家产业政策及发展规划,能解决经济发展对能源迫切需求的问题,也有利于完成节能减排的任务,其社会经济及环境效益显著。但在实际LNG加气机的检定过程中仍然会出现许多新的问题,制约了该产业的发展壮大、技术进步以及LNG加气机的正常使用。只有在工作中不断创新理念,提升技术能力,才能推动整个LNG加气机产业的发展与技术进步,促进我国天然气工业的快速、健康发展。
参考文献
[1]赵普俊,熊茂涛,尹保来,杨修杰,雷励,张宗平.液化天然气加气机计量检定方法的研究[J].中国测试,2018(05).
[2]何太碧,黄海波,林秀兰,李良君.中国LNG汽车及加气站技术应用分析及推广建议[J].天然气工业,2017(O9).
[3]张务铎,姚依国,纪建英,苏传宝.加气机现存问题的调研检测及解决方案田.计量技术,2018(12).
[4]熊茂涛,赵普俊,杨修杰,等.液化天然气加气机检定装置的研制[J].中国计量,2017(9):68—69.
 
 
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