LNG液化天然气加气机检定装置

一、液化天然气（LNG）加气机检定装置

1、概述

1.1 主要特点

液化天然气（LNG）加气机，是将LNG加注到LNG汽车储气瓶的一种超低温计量设备。NT-JD-LNG-0×型LNG加气机检定装置是中国测试技术研究院最新科研项目成果，是在吸收、借鉴国内外最先进技术的基础上，研制的具有完全自主知识产权的LNG加气机检定装置，并且获得多项国家专利。

LNG加气机检定装置主要由数据采集系统、LNG质量流量计、加气、回气管路系统、电控系统等几部分组成。LNG加气机检定装置具有高度的自动化、完备的检测功能、高准确度及高度的可靠性能，其参照的技术指标和试验方法主要有NFPA57-2002《汽车用液化天然气（LNG）供气系统标准》、NFPA59A-2001《液化天然气（LNG）生产，储存和装卸标准》等技术标准以及即将出台的《液化天然气（LNG）加气机国家计量检定规程》。

1.2 主要用途

LNG加气机检定装置适用于计量部门对LNG加气机开展型式试验、首次检定、后续检定和使用中检验，适合于LNG加气机生产企业对LNG加气机进行整机出厂检定，也是作为即将出台的《液化天然气（LNG）加气机国家计量检定规程》的配套检定装置。

1.3 技术指标

表1 LNG加气机检定装置主要技术指标

2．组成及功能

2.1  组成

LNG加气机检定装置主要由以下几部分组成：

（1）数据采集系统；

（2）防爆电源等电气系统；

（3）LNG质量流量计；

（4）机壳、阀门及管路系统，低温安全阀、低温截止阀、金属软管、加气枪、回气枪、加气枪座、回气枪座、低温工艺管道等。

2.2 功能

LNG加气机检定装置既可用来对LNG加气机进行整机检定，也可以对LNG加气机的液相流量计进行单独检定。

检定装置的管理系统从功能上可分为整机检定、液相流量计单独检定、检定参数设置、数据库管理与维护、检定证书打印等几部分。

3．检定流程

3.1 检定原理

LNG加气机检定装置采用标准表法原理，即利用流体力学连续性原理，将标准表和被检流量仪表串联在同一管径的管道上，使流体在相同时间间隔内连续通过标准表和被检流量仪表，由标准表给出标准流量值，与被检流量仪表输出的流量值比较，计算被检流量仪表的误差。

LNG加气机检定装置可以分别进行加气机气液流量计同时检定和液相流量计单独检定。LNG加气机与LNG加气机检定装置采用快装方式相串接，检定回路由LNG加气站储罐、输送系统、LNG加气机、LNG加气机检定装置、LNG汽车储气瓶等几部分组成，其可以在对LNG汽车加气过程中实现对加气机的计量检定。

3.2检定方法

3.2.1 准备流程

LNG加气机与LNG加气机检定装置采用快装方式相串接，将LNG加气机的加气枪头插到LNG加气机检定装置的液相进口上，检定装置的加气枪头插到LNG加气机的大循环枪口上。

3.2.2 预冷流程（循环流程）

按下LNG加气机的“加气”键，LNG加气机和检定装置开始大循环预冷流程。LNG液体从LNG加气机流经检定装置，最后回到LNG储罐。预冷流程时间为4~8分钟，期间随时观察检定装置连接的笔记本电脑屏幕显示的检定装置液相流量计状态参数（驱动增益、密度、温度），确定其充分预冷（增益小于5，温度低于零下120℃，密度大于400kg/m³）后，停止大循环预冷流程。

循环流程的操作步骤与预冷流程基本相同，唯一的不同点就是需要根据检定方法的确定预冷循环的时间。

3.2.3 加气流程

完成以上准备流程和预冷流程后，LNG加气机检定装置就可以进行加气流程。LNG加气机串联LNG加气机检定装置后进行一次完整的加气流程。启动LNG加气机“加气”键，LNG加气机开始计数，LNG液体依次流经LNG加气机和检定装置，最后注入LNG汽车储气瓶。加气流程中即可进行检定工作。

3.2.4 动态法检定 

LNG加气机气液流量计同时检定需要进行一次完整的加气流程，可以实施动态法检定。液相流量计单独检定只能在循环流程中进行，也可以实施动态法检定。当检定装置显示的流量计状态参数（增益、密度、温度等）满足检定条件时，即可启动检定装置的数据采集，同步采用工业相机对LNG加气机屏幕显示的加气数据进行拍照，至少一分钟后，再次进行数据采集和拍照，然后对相机照片进行人工识别，将前后两次照片所显示的LNG加气机流量数据与检定装置所记录的流量数据进行比较，从而计算出误差。下为现场检定照片。

 现场检定照片

二、液化天然气（LNG）加气机

1.装置概述

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，环境保护已越来越受到重视。作为清洁能源的天然气已广泛用于汽车燃料，为汽车充装天然气的LNG加气机已全面应用于各个LNG加气站。由于涉及到贸易结算，按照计量法的要求，应对LNG加气机实施强制检定，其目的就是为了保证加气机计量准确可靠，确保计量法在加气机领域的贯彻实施。同时对规范加气机生产企业的建设，也具有及其重要的意义。

LNG加气机是一种提供LNG燃料充装服务，并带有计量和计价等功能的专用计量设备。国内LNG加气机技术经过近几年的发展已经日趋成熟，并形成了相关产业。本公司分析了我国LNG加气机发展现状与方向，这对于促进我国液化天然气能源的应用推广，实现节能减排，调节能源消费结构，促进国民经济支柱产业的科学、可持续发展具有重要的指导意义。

装置的加工、制造、检验、试验所依据的国家标准和检定规程如下：

JJG996—2005《压缩天然气加气机检定规程》

JJG443—2006《燃油加油机检定规程》

GB/T20368—2006《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》

GB/T25986—2010《汽车用液化天然气加注装置》

GB/T13384-2008 《机电产品包装通用技术条件》

GB50017-2017 《钢结构设计规范》

GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》

GB50236-2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

HG/T20592～20635-2017 《钢制管法兰、垫片、紧固件》

SY/T0090-2006 《油气田及管道仪表控制系统设计规范》

Q/SY 201-2007 《油气管道监控与数据采集系统通用技术规范》

GB50054-2011 《低压配电设计规范》

GB50055-2011 《通用用电设备配电设计规范》

2.主要技术性能和指标

适用介质：        LNG

流量范围：       （1-40）kg/min

最大工作压力：    25MPa

额定工作压力：    20MPa

计量准确度：       0.5级，1.0级

计量重复性：       计量准确度的1/2

防爆等级：         Ex de ib mb ⅡA T3

环境温度：         -25℃-+55℃

环境湿度：         30%-90%RH

电源：             AC220V±20%  50Hz±1Hz

整机功耗：         200W

拉断阀分离力：     400N-600N

掉电复显：         ≥15min

加气软管长度：     4m-6m

安全模组或PSAM卡：可支持1-4个PSAM卡同时使用，符合ISO7816标准

单次计数范围：     0.00-9999.99

累计计数范围：     0.00-99999999.99

外形尺寸：         700×525×1620(mm)

3.设备构成

LNG加气机整机由以下几部分组成：①科里奥利质量流量计；②加气枪、回气枪、加气软管、回气软管、紧急停车装置、压力传感器、低温气动阀、低温安全阀、低温工艺管道等；③电子计控器、辅助装置等。

LNG加气机是用于LNG贸易结算的计量设备，分为单流量计加气机和双流量计加气机。单流量计加气机无气相流量计，成本较低。双流量计加气机有气相流量计对回气进行计量，并从加气总量中扣减，系统计量准确度高，但成本较高。

LNG加气机依据直接测量流体质量的原理计量经过加气机充入储气瓶中的LNG液量。同时，加气机采用先进的测控技术对计量过程进行自动控制，加气机显示屏直接显示LNG单价、付费金额及加气累积流量，并可远程通信，实现计算机中央管理。

4.装置主要功能

• 具有故障自动诊断的功能；
• 可复显最近2000次的加气数据，以备查验；
• 微机控制器、防爆电器采用模块化设计，维修方便；
• 具有过压保护功能，有效防止外界电压不稳造成的电器损坏；
• 加气软管安装有可恢复拉断阀，消除由于误操作引发的危险；
• 具有定量加气、定额加气、IC卡加气等各种加气模式；
• 具有累计查询和记录查询功能；
• 数字调压、自动限压、安全加气；
• 读卡器卡座锁卡功能：使卡片的数据处理更安全；
• 断电保护功能：保障断电时当前当笔交易数据的安全结算；
• 操作权限管理：操作员通过终端认证之后才能使用终端设备；
• 加气机的自动校时功能：自动和上位机系统时间保持一致；
• 可扩展使用RS-422通讯接口；
• 先进的中文管理设置功能，界面友好：人机接口的友好，辅助的图文提示功能使卡机联动加气机更容易操作。