影響LNG加氣機計量準確度的因素

李響

（內蒙古工業大學機械學院，內蒙古呼和浩特010051）

影響LNG加氣機計量準確度的因素

李響

（內蒙古工業大學機械學院，內蒙古呼和浩特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用，各地加氣站不斷建設，LNG作為大宗貿易商品，涉及貿易結算和安全防護，必須解決流量量值的準確和統一。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體積為同量氣態天然氣體積的1/625,其質量僅為同體積水的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，也會立即揮發擴散，在非受限空間內不存在燃燒、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汽車的一種貿易結算工具，它主要由三大部分組成，LNG質量流量計，機殼、閥門及管路系統（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）預冷過程：按下預冷鍵LNG從進液口通過止回閥、液相質量流量計金屬軟管1及其他管路和部件，最后液體流入LNG儲液罐，當加氣機和管路內部充滿LNG時，預冷過程結束，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、氣相質量流量計及回氣口重新進入LNG儲液罐中。加液結束后，加液量為液相質量流量計及氣相質量流量計計量值之差，流量數值將顯示在LNG加氣機的液晶顯示屏上，加液可以默認自動充滿或在LNG加氣機上設置定額加液量。

（3）充液結束后將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加氣機計量穩定性原因

（1）質量流量計：目前市場上廣泛使用的LNG加氣機為科里奧利質量流量計，它的工作原理是利用旋轉管道中流動的流體產生的科氏力測得質量流量，安裝科里奧利質量流量計的加氣機在使用時會產生以下兩點問題影響計量準確性：①科里奧利質量流量計長期使用后會出現零點漂移，多數流量計零點漂移產生的誤差可控制在1%以內，極個別會出現較大漂移現象，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量零點漂移程度；②科里奧利質量流量計對振動敏感，在加氣機內部安裝流量計時，應保持其較高的穩定性，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、真空泵池等設備在目前工藝水平下無法達到絕對的真空絕熱狀態，因此這些設備會與外部會發生緩慢的熱交換，形成BOG氣體，由于科里奧利質量流量計不能用于測量低密度介質和低壓氣體；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管道內由于流量小或溫度升高極易形成的氣液兩相狀態使得LNG加氣機計量精度顯著減少；②LNG加氣站設計安裝中設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，產生氣液兩相狀態，同樣會影響加氣機計量準確度；③LNG工藝管道保冷設計中采用絕熱材料保冷或者是真空管道，絕熱材料選擇時應嚴格按照《設備及管道保冷技術通則》GB/T11790的規定選擇保冷材料，但由于目前國家沒有可執行的技術規范，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加氣機內部管路長，因此需要加氣人員統一規范的操作流程，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加氣機生產及管理經驗，進一步提高加氣機計量精準度等問題，以促進我國LNG加氣機產業快速、健康發展。

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