论文摘要：压缩天然气（CNG）加气柱实际上就是大流量的加气机，它作为母站对外销售天然气的主要计量器具，准确与否，直接影响贸易结算的公平性。本文根据现有CNG加气机标准装置在实际检定中的不足，着重探索压力变化对CNG加气柱检定结果带来的影响。
　　Abstract：Thegasfillingcolumnofcompressednaturalgas（CNG）isactualgasfillingmachinewithmassflow.Asthemainmeasuringinstrumentsofsellingnaturalgas，itsaccuracydirectlyaffectsthefairnessoftradesettlement.AccordingtotheinsufficientofthepresentCNGgasfillingstandarddevice，thispaperprobestheinfluencethatthepressurechangebringstothecalibrationresultoftheCNGgasfillingcolumn.

关键词：压缩天然气加气柱；质量流量计；检定方法
　　Keywords：gasfillingcolumnofcompressednaturalgas（CNG）；massflowmeter；calibrationmethod
　　中图分类号：U473.2+4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）18-0054-02

0引言
　　压缩天然气作为一种汽车清洁能源，已经越来越被大众所认可，近年来，我省汽车燃气行业发展迅速，燃气汽车逐年增多，压缩天然气加气站数量激增。截止到2012年11月，我省已经有加气子站150多座，加气母站18余座。随着西气东输二线气的贯通，加气母站还在增加。CNG加气柱作为母站对外销售的主要计量器具，受外界因素影响较大，如温度、湿度、密度和压力等，为了保证加气柱计量的准确性，维护供需双方的利益，减少贸易纠纷，已成为现实问题。本文结合多年实际检定工作经验，进行多次试验，发现用标准表法气体流量标准装置对CNG加气柱进行检定时，在低、中、高三个压力阶段，检定结果差别较大。

1CNG加气柱的构造和工作原理
　　1.1CNG加气柱的构造
　　加气柱由流量计、电子计控器、显示屏、电磁阀、快速切断阀、限压传感器、拉断阀、加气枪、壳体等主要部分组成的一个完整的计量压缩天然气累积量的装置。其核心部件是流量计，流量计由传感器和变送器组成，其中传感器主要由振动管、驱动部件等构成，变送器主要由测量和输出单元等构成。加气柱采用的是科里奥利质量流量计，工作原理是利用流体在振动管内流动时产生的科里奥力以直接或间接的方法测量科里奥力而得到流体质量流量。
　　1.2加气柱的工作原理
　　天然气经压缩机加压通过管线送到加气柱的进口处，由电子计控器按工作状态打开高压电磁阀，使气体送到质量流量计中进行计量，经过流量计计量后的气体通过快速切断阀、拉断阀送到加气枪，再被加入到槽车的储气瓶中。流量计计量后，得到与电子计控匹配的流量电脉冲信号，并在电子计控器装置中进行运算、显示和控制电磁阀。图1是加气柱工作原理框图。

2CNG加气柱的检定
　　2.1标准表法气体流量标准装置情况本装置是我院与重庆巨创计量设备有限公司合作研制的CNG加气机检定装置，本装置主要用于CNG加气机的检定，主标准器，气体质量流量计，流量范围（1～60）kg/min；准确度等级为0.1级。附属设备：a.便携式计算机及相应处理软件；b.精密压力表（0～40）MPa，不低于0.4级；储气瓶必须满足压力容器要求且水容量应不小于150L。
　　2.2试验对象选择中油恒燃石油燃气有限公司薛店加气母站一台加气柱作为试验对象，型号CNG050；编号886788；流量范围（1～60）kg/min；生产厂：阿根廷。
　　2.3标定前的准备工作标准装置地线与加气柱地线连接牢靠，通电预热，然后将加气柱的加气枪通过变径接头与标准装置连接好，标准装置的加气枪与储气瓶连接好，标准表装置的信号传输线与笔记本电脑连接好。
　　2.4标定方法将标准装置加气枪插入储气瓶充气阀，确认连接良好并打开阀门。操作笔记本电脑进入软件检定程序界面，输入被检加气柱的信息，如编号、生产厂、系数等，将界面中介质密度与被检加气机密度设为一致，准备就绪后启动加气柱加气按键，然后打开标准装置气枪的三通枪阀，加气，检定开始。加气完成后，迅速关掉储气瓶阀门，排出加气枪短管内的气体，将枪头拔出，将计量储气瓶的压缩天然气按照符合GB50156-1002第8.5.6条规定要求的天然气放散管迅速排放。在检定软件中输入被检加气柱显示的体积流量，点击检定界面上的“检定结果”得出当次的示值误差后，再点击“下次检定”，确定进入下次检定。完成一次检定。重复上述操作，完成下次检定。
　　2.5标定中应注意的问题根据JJG996-2005《压缩天然气加气机》检定规程要求，在后续检定中加气机的整个流量范围由检定介质充装容器的充装量来划分高流速区间（简称高区域）及低流速区间（简称低区域）。高区域为从开始充装至预充到额定值的75%。低区域为从预充至额定值的75%到额定值（气体介质充装至充装容器，充装容器由充装初始状态至20MPa时的气体介质量为额定值）。按照规程上的要求预充至额定值的75%算，根据工作经验此时的压力应该是16MPa左右。在实际工作中高低区域很难区分，因为给出租车充装容器加气短则一分钟，长则三分钟就充装完成，中间如果人为关停一次区分高低区域，这样会出现两个区域的加气量都很小，检测的误差就会增大，再者人工操作加气机的开关和充装容器的开关阀门不同步，也会出现检测误差。因此，在实际检定中增加一次加气全过程，即从开始到充装容器充满为止。
　　2.6加气柱标定时常用公式
　　2.6.1流量计算公式：
　　qm=60mj/t（1）
　　2.6.2示值相对误差计算公式：
　　Em=[（mj-mc）/mc]×100%（2）
　　2.6.3测量重复性计算公式：
　　En=（Emax-Emin）/dn（3）
　　上述3个公式中：
　　qm—在t时间内，流经加气机的平均质量流量，（kg/min）；
　　mj—加气机质量示值，kg；
　　mc—气体流量标准装置给出的实际质量值，kg；
　　t—测量时间，s；
　　Em—加气机的质量相对误差，%；
　　En—规定条件下本组的测量重复性，%；
　　Emax—规定条件下测量示值相对误差最大值，%；
　　Emin—规定条件下测量示值相对误差最小值，%；
　　dn—极差系数（当测量次数n=3时，dn=1.69）。
　　注：在实际检定中加气机使用的都是科里奥利质量流量计，但都没有按质量结算，而是根据天然气商品量管理暂行办的通知第五章中商品气的气质、计量、计价和结算管理规定，天然气按体积进行计量，加气机主板程序预制有天然气密度公式ρ=kg/m3，把质量换算成体积。

3高区域试验数据（见表1）

4加气柱示值误差重复性要求（参照加气机执行）见表2

5问题分析
　　通过上表1的试验数据可以看出，压力的变化，对检定结果产生的影响是不可忽视的。通常情况下，加气柱的加气枪直径是普通加气机加气枪的四倍左右，前文提到CNG加气柱和CNG加气机标准装置的连接是通过带变径接头的加气枪联起来的，当CNG加气柱工作压力低时，加气柱在流量范围下限工作，由于加气柱使用的是科里奥利质量流量计，而这种流量计是主要用来测量中高压气体的，不适合低压气体的测量。在加气柱的工作程序中设有小信号切除，在流量过小、压力波动时，小流量会被切除，计量则偏慢。而标准装置管径细，要在相同时间内流过同等数量的气体，流体受阻，压力肯定变大，流速也会变大，此时标准装置正常工作。当CNG加气柱工作压力高时，加气柱正常工作，而标准装置此时在流量范围上限工作，甚至超出流量范围，流量计不能正常工作。会出现漏脉冲现象，此时计量则偏慢。因此，在对母站加气柱进行标定时，压力要保持在合理的范围内，这样检测的数据才接近实际，压力过高或压力太低时检测的数据偏离实际较大，如果以此的检定结果作为依据来调整加气柱的准确度，势必会给买卖一方带来很大的经济损失，希望从事检定工作的人员在对母站加气柱检定中能够引起重视。

6结论
　　由于现有CNG加气机检定装置都是七年以前研制的，不能满足CNG加气柱大流量检定的要求，天然气作为大宗贸易商品，涉及到贸易结算和安全防护，必须解决流量量值的正确和统一问题，现有加气机标准装置应进行技术改造，增加流量范围在（1～80）kg/min的同级的质量流量计，专门用作加气柱的检定。这不仅关系到贸易双方的经济利益，而且按照《计量法》的规定CNG加气柱是纳入强制管理范围的计量器具，希望引起有关计量主管部门的重视。

参考文献：
　　[1]JJG996-2005，压缩天然气加气机检定规程[S].
　　[2]JJG1038-2008，科里奥利质量流量计检定规程[S].
　　[3]GB/T19237-2003，汽车用压缩天然气加气机[S].