李响

（内蒙古工业大学机械学院，内蒙古呼和浩特010051）

影响LNG加气机计量准确度的因素

李响

（内蒙古工业大学机械学院，内蒙古呼和浩特010051）

LNG（液化天然气）作为清洁、高效、低碳的能源，在能源转型中扮演着重要的角色，其作用也变得越来越大，随着国家对清洁燃料汽车的推广和应用，各地加气站不断建设，LNG作为大宗贸易商品，涉及贸易结算和安全防护，必须解决流量量值的准确和统一。因此对影响LNG加气机计量准确度的因素进行了研究分析。

LNG；液化天然气；加气机；计量

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分为甲烷，还有少量乙烷、丙烷等其他成分。从气田中自然开采出的天然气经低温冷却至-162℃后成为LNG，LNG物理特性有：①无色、无味、无毒且无腐蚀性；②体积为同量气态天然气体积的1/625,其质量仅为同体积水的45%左右；③LNG的燃点为650℃,着火点较高，所以更难点燃；④LNG的爆炸极限为5-15%，且气化后密度很低，只有空气的一半左右，即使稍有泄漏，也会立即挥发扩散，在非受限空间内不存在燃烧、爆炸的可能，安全性好；⑤LNG的存储是临时性的，温度、压力、状态随时在变化。

1 LNG加气机原理

液化天然气加气机是将液化天然气加注到LNG汽车的一种贸易结算工具，它主要由三大部分组成，LNG质量流量计，机壳、阀门及管路系统（低温紧急切断阀，低温止回阀，低温拉断阀，低温安全阀加液枪，回气枪，加液口，金属软管等）PC控制系统和防爆控制电源等电气控制。

图1 LNG加气机原理基本工作原理

如图1所示，基本工作原理如下：

（1）预冷过程：按下预冷键LNG从进液口通过止回阀、液相质量流量计金属软管1及其他管路和部件，最后液体流入LNG储液罐，当加气机和管路内部充满LNG时，预冷过程结束，此过程加气机不计量；

（2）加气过程：启动LNG“加气键”，液体从进液口流向止回阀1、液相质量流量计、气动阀、金属软管1及加气枪头进入汽车LNG钢瓶；汽车LNG钢瓶中气化的天然气将通过LNG回气枪头、金属软管2、止回阀2、气相质量流量计及回气口重新进入LNG储液罐中。加液结束后，加液量为液相质量流量计及气相质量流量计计量值之差，流量数值将显示在LNG加气机的液晶显示屏上，加液可以默认自动充满或在LNG加气机上设置定额加液量。

（3）充液结束后将LNG加气枪头和回气枪头分别放入指定位置完成加气。

2 影响LNG加气机计量稳定性原因

（1）质量流量计：目前市场上广泛使用的LNG加气机为科里奥利质量流量计，它的工作原理是利用旋转管道中流动的流体产生的科氏力测得质量流量，安装科里奥利质量流量计的加气机在使用时会产生以下两点问题影响计量准确性：①科里奥利质量流量计长期使用后会出现零点漂移，多数流量计零点漂移产生的误差可控制在1%以内，极个别会出现较大漂移现象，使得计量准确度大幅度降低，因此需要定期检查科里奥利质量零点漂移程度；②科里奥利质量流量计对振动敏感，在加气机内部安装流量计时，应保持其较高的稳定性，同时要保持流量计测量管进出口水平一致，在安装与使用加气机时，需尽量较少加气机不必要的震荡及晃动，以减少测量误差。

（2）工艺加工及设计：①LNG为超低温液体，温度高于-162℃极易气化，LNG真空绝热储罐、真空泵池等设备在目前工艺水平下无法达到绝对的真空绝热状态，因此这些设备会与外部会发生缓慢的热交换，形成BOG气体，由于科里奥利质量流量计不能用于测量低密度介质和低压气体；液体中含气量超过某一限制（按型号而异）会显著影响测量值，LNG管道内由于流量小或温度升高极易形成的气液两相状态使得LNG加气机计量精度显著减少；②LNG加气站设计安装中设置了较长的管道及众多的法兰、弯头，使得在加气过程中，LNG受到较大阻力，产生气液两相状态，同样会影响加气机计量准确度；③LNG工艺管道保冷设计中采用绝热材料保冷或者是真空管道，绝热材料选择时应严格按照《设备及管道保冷技术通则》GB/T11790的规定选择保冷材料，但由于目前国家没有可执行的技术规范，没有针对加气站对使用保冷材料进行要求，使得很多LNG加气站采用绝热材料用来保温，而不是保冷，使得管道中的温度不能达到LNG完全液化要求，影响了LNG计量精度。

（3）人员操作。LNG易气化，由于LNG加气机内部管路长，因此需要加气人员统一规范的操作流程，保证LNG的交易计量准确度。

LNG的超低温和易气化特性使得在利用仪器对其进行精确计量时产生诸多困难，针对如何提高LNG的计量精确度还有很多工作要做，我们要积极积累LNG加气机生产及管理经验，进一步提高加气机计量精准度等问题，以促进我国LNG加气机产业快速、健康发展。

李响（1993-），女，内蒙古赤峰人，硕士研究生，主要研究方向：仪器仪表方向。