LNG液化天然氣加氣機檢定裝置

一、液化天然氣（LNG）加氣機檢定裝置

1、概述

1.1 主要特點

液化天然氣（LNG）加氣機，是將LNG加注到LNG汽車儲氣瓶的一種超低溫計量設備。NT-JD-LNG-0×型LNG加氣機檢定裝置是中國測試技術研究院最新科研項目成果，是在吸收、借鑒國內外最先進技術的基礎上，研制的具有完全自主知識產權的LNG加氣機檢定裝置，并且獲得多項國家專利。

LNG加氣機檢定裝置主要由數據采集系統、LNG質量流量計、加氣、回氣管路系統、電控系統等幾部分組成。LNG加氣機檢定裝置具有高度的自動化、完備的檢測功能、高準確度及高度的可靠性能，其參照的技術指標和試驗方法主要有NFPA57-2002《汽車用液化天然氣（LNG）供氣系統標準》、NFPA59A-2001《液化天然氣（LNG）生產，儲存和裝卸標準》等技術標準以及即將出臺的《液化天然氣（LNG）加氣機國家計量檢定規程》。

1.2 主要用途

LNG加氣機檢定裝置適用于計量部門對LNG加氣機開展型式試驗、首次檢定、后續檢定和使用中檢驗，適合于LNG加氣機生產企業對LNG加氣機進行整機出廠檢定，也是作為即將出臺的《液化天然氣（LNG）加氣機國家計量檢定規程》的配套檢定裝置。

1.3 技術指標

表1 LNG加氣機檢定裝置主要技術指標

2．組成及功能

2.1  組成

LNG加氣機檢定裝置主要由以下幾部分組成：

（1）數據采集系統；

（2）防爆電源等電氣系統；

（3）LNG質量流量計；

（4）機殼、閥門及管路系統，低溫安全閥、低溫截止閥、金屬軟管、加氣槍、回氣槍、加氣槍座、回氣槍座、低溫工藝管道等。

2.2 功能

LNG加氣機檢定裝置既可用來對LNG加氣機進行整機檢定，也可以對LNG加氣機的液相流量計進行單獨檢定。

檢定裝置的管理系統從功能上可分為整機檢定、液相流量計單獨檢定、檢定參數設置、數據庫管理與維護、檢定證書打印等幾部分。

3．檢定流程

3.1 檢定原理

LNG加氣機檢定裝置采用標準表法原理，即利用流體力學連續性原理，將標準表和被檢流量儀表串聯在同一管徑的管道上，使流體在相同時間間隔內連續通過標準表和被檢流量儀表，由標準表給出標準流量值，與被檢流量儀表輸出的流量值比較，計算被檢流量儀表的誤差。

LNG加氣機檢定裝置可以分別進行加氣機氣液流量計同時檢定和液相流量計單獨檢定。LNG加氣機與LNG加氣機檢定裝置采用快裝方式相串接，檢定回路由LNG加氣站儲罐、輸送系統、LNG加氣機、LNG加氣機檢定裝置、LNG汽車儲氣瓶等幾部分組成，其可以在對LNG汽車加氣過程中實現對加氣機的計量檢定。

3.2檢定方法

3.2.1 準備流程

LNG加氣機與LNG加氣機檢定裝置采用快裝方式相串接，將LNG加氣機的加氣槍頭插到LNG加氣機檢定裝置的液相進口上，檢定裝置的加氣槍頭插到LNG加氣機的大循環槍口上。

3.2.2 預冷流程（循環流程）

按下LNG加氣機的“加氣”鍵，LNG加氣機和檢定裝置開始大循環預冷流程。LNG液體從LNG加氣機流經檢定裝置，最后回到LNG儲罐。預冷流程時間為4~8分鐘，期間隨時觀察檢定裝置連接的筆記本電腦屏幕顯示的檢定裝置液相流量計狀態參數（驅動增益、密度、溫度），確定其充分預冷（增益小于5，溫度低于零下120℃，密度大于400kg/m³）后，停止大循環預冷流程。

循環流程的操作步驟與預冷流程基本相同，唯一的不同點就是需要根據檢定方法的確定預冷循環的時間。

3.2.3 加氣流程

完成以上準備流程和預冷流程后，LNG加氣機檢定裝置就可以進行加氣流程。LNG加氣機串聯LNG加氣機檢定裝置后進行一次完整的加氣流程。啟動LNG加氣機“加氣”鍵，LNG加氣機開始計數，LNG液體依次流經LNG加氣機和檢定裝置，最后注入LNG汽車儲氣瓶。加氣流程中即可進行檢定工作。

3.2.4 動態法檢定 

LNG加氣機氣液流量計同時檢定需要進行一次完整的加氣流程，可以實施動態法檢定。液相流量計單獨檢定只能在循環流程中進行，也可以實施動態法檢定。當檢定裝置顯示的流量計狀態參數（增益、密度、溫度等）滿足檢定條件時，即可啟動檢定裝置的數據采集，同步采用工業相機對LNG加氣機屏幕顯示的加氣數據進行拍照，至少一分鐘后，再次進行數據采集和拍照，然后對相機照片進行人工識別，將前后兩次照片所顯示的LNG加氣機流量數據與檢定裝置所記錄的流量數據進行比較，從而計算出誤差。下為現場檢定照片。

 現場檢定照片

二、液化天然氣（LNG）加氣機

1.裝置概述

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，環境保護已越來越受到重視。作為清潔能源的天然氣已廣泛用于汽車燃料，為汽車充裝天然氣的LNG加氣機已全面應用于各個LNG加氣站。由于涉及到貿易結算，按照計量法的要求，應對LNG加氣機實施強制檢定，其目的就是為了保證加氣機計量準確可靠，確保計量法在加氣機領域的貫徹實施。同時對規范加氣機生產企業的建設，也具有及其重要的意義。

LNG加氣機是一種提供LNG燃料充裝服務，并帶有計量和計價等功能的專用計量設備。國內LNG加氣機技術經過近幾年的發展已經日趨成熟，并形成了相關產業。本公司分析了我國LNG加氣機發展現狀與方向，這對于促進我國液化天然氣能源的應用推廣，實現節能減排，調節能源消費結構，促進國民經濟支柱產業的科學、可持續發展具有重要的指導意義。

裝置的加工、制造、檢驗、試驗所依據的國家標準和檢定規程如下：

JJG996—2005《壓縮天然氣加氣機檢定規程》

JJG443—2006《燃油加油機檢定規程》

GB/T20368—2006《液化天然氣（LNG）生產、儲存和裝運》

GB/T25986—2010《汽車用液化天然氣加注裝置》

GB/T13384-2008 《機電產品包裝通用技術條件》

GB50017-2017 《鋼結構設計規范》

GB50205-2001 《鋼結構工程施工質量驗收規范》

GB50236-2011 《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》

HG/T20592～20635-2017 《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》

SY/T0090-2006 《油氣田及管道儀表控制系統設計規范》

Q/SY 201-2007 《油氣管道監控與數據采集系統通用技術規范》

GB50054-2011 《低壓配電設計規范》

GB50055-2011 《通用用電設備配電設計規范》

2.主要技術性能和指標

適用介質：        LNG

流量范圍：       （1-40）kg/min

最大工作壓力：    25MPa

額定工作壓力：    20MPa

計量準確度：       0.5級，1.0級

計量重復性：       計量準確度的1/2

防爆等級：         Ex de ib mb ⅡA T3

環境溫度：         -25℃-+55℃

環境濕度：         30%-90%RH

電源：             AC220V±20%  50Hz±1Hz

整機功耗：         200W

拉斷閥分離力：     400N-600N

掉電復顯：         ≥15min

加氣軟管長度：     4m-6m

安全模組或PSAM卡：可支持1-4個PSAM卡同時使用，符合ISO7816標準

單次計數范圍：     0.00-9999.99

累計計數范圍：     0.00-99999999.99

外形尺寸：         700×525×1620(mm)

3.設備構成

LNG加氣機整機由以下幾部分組成：①科里奧利質量流量計；②加氣槍、回氣槍、加氣軟管、回氣軟管、緊急停車裝置、壓力傳感器、低溫氣動閥、低溫安全閥、低溫工藝管道等；③電子計控器、輔助裝置等。

LNG加氣機是用于LNG貿易結算的計量設備，分為單流量計加氣機和雙流量計加氣機。單流量計加氣機無氣相流量計，成本較低。雙流量計加氣機有氣相流量計對回氣進行計量，并從加氣總量中扣減，系統計量準確度高，但成本較高。

LNG加氣機依據直接測量流體質量的原理計量經過加氣機充入儲氣瓶中的LNG液量。同時，加氣機采用先進的測控技術對計量過程進行自動控制，加氣機顯示屏直接顯示LNG單價、付費金額及加氣累積流量，并可遠程通信，實現計算機中央管理。

4.裝置主要功能

• 具有故障自動診斷的功能；
• 可復顯最近2000次的加氣數據，以備查驗；
• 微機控制器、防爆電器采用模塊化設計，維修方便；
• 具有過壓保護功能，有效防止外界電壓不穩造成的電器損壞；
• 加氣軟管安裝有可恢復拉斷閥，消除由于誤操作引發的危險；
• 具有定量加氣、定額加氣、IC卡加氣等各種加氣模式；
• 具有累計查詢和記錄查詢功能；
• 數字調壓、自動限壓、安全加氣；
• 讀卡器卡座鎖卡功能：使卡片的數據處理更安全；
• 斷電保護功能：保障斷電時當前當筆交易數據的安全結算；
• 操作權限管理：操作員通過終端認證之后才能使用終端設備；
• 加氣機的自動校時功能：自動和上位機系統時間保持一致；
• 可擴展使用RS-422通訊接口；
• 先進的中文管理設置功能，界面友好：人機接口的友好，輔助的圖文提示功能使卡機聯動加氣機更容易操作。