压缩天然气加气机计量准确性分析.pdf

《仪器仪表与分析监测》2016年第4期
压缩天然气加气机计量准确性分析
Analysis about the Metering Accuracy of
Compressed Natural Gas Dispensers
张秋荜
武汉市度量衡管理所,湖北式汉430023)
摘要]以压縮天然气加气机为分析对象,从其充装汽车燃料的具体流程出发,详细探
讨了影响加气机计量准确性的因素:质量流量计和引入经验密度值进行质量体积的换算
过程。其中,质量流量计的准确性影响可以通过法定计登检定机构对加气机的定期检定
来保证;而经验密度値的影响则可通过对加气站出售的压编天然气进行准确气质分析来
减小。但是,保迁加气机计量准确性最有效的方法是全面推进车用廷缩天然气计量结算
单位改草,将体积单位m3直接更改为质量单位kg
关键词]压縮天然气加气机;计量;准确度
中图分类号]TH814
文献标识码]A
量准确性的因素,并给出了具体的解决方法。
引言
压缩天然气(CNG)因具有排气污染小、运1压缩天然气加气机的工作原理
输成本低和使用安全便捷等显著忧点已作为一种
目前,市面上投人使用的压缩天然气加气机
理想的清洁能源广泛地应用于汽车燃料。我国一般是按照如下流程完成一次燃料充装过程的:
的CNG汽车应用技术在21世纪初就已得到飞速从加气站输送过来的压缩天然气分别以高、中、
发展,这一发展在国家“西气东输”工程的推进低三路气管线进入加气机(对于双枪加气机,会
下显得尤为突出。在为汽车充装CNG燃料的加气通过加气机底部的过滤器,分成两路进人左、右
站成套设备产品中,加气机是最终的天然气输出两枪的电磁阀)。当开始加气时,低压电磁阀最先
终端专用计量设备,同时带有计量和计价双重装通电打开,经开关阀(二通球阀)、质量流量计
置。显然,作为一种贸易结算设备,加气机的计加气软管以及软管上的三通球阀和加气枪头给汽
量准确与否明显影响贸易的公平公正。为保证贸车加气。在此过程中,流经流量计传感器的流量
易双方的合法权益,我国已将压缩天然气加气
信号,会通过变送器转换为电脉冲信号输人到加
纳人国家强制检定工作计量器具的范時,并发布气机的智能测控系统,经过运算转变为体积(m
了相关国家计量检定规程。法定计量检定机构应并在显示面板上加以显示(显示面板上同时显示
严格按照计量检定規程的要求,定期对加气机的体积、金额、单价)。此时显示的数字是连续跳动
计量准确性进行核査。本文从压缩天然气加气机的。当低压管道气压力与汽车气瓶内压力达到平
的燃料加注流程出发,详细分析了影响加气机计衡后,即当低压电磁流量小于某设定值时,经
方数据
压缩天然气加气机计量准确性分析张狄萍
智能测控系统控制板识别后自动关闭低压电磁阀,一被测量进行连续多次测量时,所得测量结果之
同时打开中压电磁阀。由于中压管道气与汽车气间的一致性程度。解决流量计重复性问题最有数
瓶之间存在压力差,因此加气枪又可以给气瓶加的办法为优化流量计的流场,可以通过改变流量
气,直至再一次达到压力平衡。经智能测控系统计进出口的安装管路来实现,但是由于加气机投
控制板识别后自动关闭中压电磁阀,打开高压电入使用时,安装管路已经成型,这一方法多不被
磁阀,高压管道气继续给汽车气瓶充气,直到达采纳。
到加气机和气瓶上限压力,通常为22MPa,此时2.2质量和体积换算过程的影响
高压电磁阀自动关闭并停机,同时显示窗口上的
由于气体质量比较抽象,且我国目前尚未统
数字也不再跳动,显示出本次加气过程的加气体
实现对气体实行以质量单位kg进行结算的单价
积、金额、单价。
模式,因此国内绝大多数投入使用的加气机都是
以体积单位m3作为最终的贸易结算单位。要实现
2影响压缩天然气加气机计量准确性的因素
这一目的,必须对加气机输出的质量进行换算。
从上述压缩天然气加气机工作过程可以看出,在加气机的电子计控器中,气体质量和体枳之间
加气机实现最终的体积计量需要经历前后两个步按照如下方式进行换算
骤:首先质量流量计给出流经其传感器的质量信
体积=(质量/密度)x仪表系数
号,然后智能测控系统自动将质量转换成体积的
显然,最终的体积数量取决于三个因素:质
运算。这两个过程都会对加气机最终的准确计量量、密度和仪表系数。其中,质量的测量准确与
造成显著的影响。
否由质量流量计的准确度控制,并受法定计量检
2,1质量流量计的形响
定机构的检定监督。仪表系数在加气机投入使用
质量流量计是加气机实现准确计量的核心部之前就已设定并可调节。法定计量检定机构在发
件,它具有以下显著优点:
现加气机示值误差超出允许范围时,往往通过调
1)测量精度比较高
节仪表系数值来週整示值误差。除质量和仪表系
2)不受流体粘度、温度、压力等因素的影响;数外,影响体积数量的第三个关键因素便是密度
3)可以直接测量质量流量和质量。
了。由于天然气是一种多组分混合物,其密度受
目前,国内投入使用的加气机质量流量计多其组成影响较大,因此在加气机的设计过程中,
采用科氏质量流量计(CMF),即通过测量有流体这一数值被设置成可人为调节参数,这就给加气机
通过测量管和无流体通过测量管时,二者的相位的计量准确性带来了隐患。而且,现实的换算儆法
差实现沆量和质量计量。质量流量计对加气机准是将密度值定为一个经验密度值0.6804kglm3,这
确计量的影响主要表现在两个方面四
显然不能反映天然气的真实工况。所以,引人密度
1)流量计的零点漂移
值进行质量和体积之间的换算大大削弱了加气机的
在加气机的应用中,零点漂移表现为在没有计量准确性。
加气时,加气机的流量计依然存在流量显示。当23密度测量准确性的影响
检査出零点漂移现象时,使用者只能向加气机制
既然质量和体积之间的换算不可避免地要引
造厂商或流量计制造厂商申请对质量流量计重新入密度值,为充分发挥质量流量计的高精度作
进行零点校正来解决这一问题。
用,保迁加气机的计量准确性,就需要対天然气
2)流量计的重复性问题
的密度进行准确地量,而不是简单的采用一个
重复性是考査计量器具计量性能的一项重要经验密度值。然而,在实际应用中,并没有直接
指标,是指在相同的测量条件下,短时间内对同测量天然气密度的试验方法,天然气的密度一般
35
万方数据