高压气体流量计量装置研究

张淞

【摘 要】现如今，我国形成了以CNG为代表的高压气体应用产业，而在这一产业的发展当中，需要切实提高气体流量计量的整体准确度，并确保在计量过程中保持较高严谨性。为此，切实建立高压气体流量计量装置相当有必要。我国当前主要以国内的高压气体流量计量装置所具有的检定能力作为主要切入点，研究和分析了一些国内外高压气体流量计量装置的检测技术，并着重探讨了建立高压气体流量计量标准装置的意义所在。

【Abstract】Today，our country has formed a high-pressure gas application industry represented by CNG， and in the development of this industry，it is necessary to improve the overall gas flow measurement accuracy， and ensure high precise in measurement process.So it is necessary to establish a high pressure gas flow metering device. At present， our country is mainly based on the high pressure gas flow measurement device as the main entry point， studies and analyzes the measurement technology of high pressure gas flow measurement equipment at home and abroad， and discusses the significance of establishing the standard device of high pressure gas flow measurement.

【关键词】高压气体；流量；计量装置

【Keywords】high pressure gas；flow；metering device

【中图分类号】F426.61 【文献标志码】B 【文章编号】1673-1069（2017）03-0182-02

1 引言

在我國的国家规划当中，2020年的天然气汽车需要明确的发展到300*104辆，而其中的用气量必然需要替代传统的汽油以及柴油。现阶段，天然气汽车制造的主要配套设备，即主要用作计量的加气机产品，以及相应的现场计量检定装置，必然需要得到较为全面的发展。而其中的高压气体流量计量装置，在性能上已然无法满足当前时代的具体需要，需要进行实时的改革和创新。因而伴随着高压气流运用产业的全面发展，需要对高压气体流量的计量装置进行合理的优化，并根据当前产业的发展需求，制定相应的发展策略。

2 高压气体流量计量的基本标准

2.1 高压气体流量计量的研究背景

在近代的发展当中，由于经济发展的切实需求，我国形成了《计量法》，而伴随高压气体产业的不断发展，该法律也对其中的计量内容进行了一部分明确的规定。以CNG加气机的使用为例，其高压气体流量的计量必须按照法律的规定切实纳入现有的计量管理范围。为此，在新时期的高压气体流量计量的过程中，需要进行首次检定，在检定内容符合实际的标准以后，再进行后续的检定，同时在整个检定过程中，还需要运用到型式评价和中期的检验。一般而言，如果对高压气体流量的计量过程中，其质量流量的计量精确度达到了相当高的水平，而量程比宽为50∶1～100∶1，则这种计量装置能够适用于多种不同的高压气体，同时还能够对一部分液体以及两相流介质产生一定的检验效果。如果对流体的速度不是很敏感，还能够用于对流体密度的测量。现如今的很多试验研究都得出了一致的结果，液体本身以及两相流介质，对于流体的速度分布并不是很敏感，能够测量流体本身的密度。很多试验都表明了，在检定和使用条件存在一定的不同时，尤其当所采用的介质不一样的时候，水和气体都会对质量计量的误差产生不一样的影响。如果在试验当中用水的实际流量标定流量计范围允许误差为0.2%，则如果将这一流量计用到气体介质的标定检查时，则可能达到0.5%，因而在实际的气体质量流量计运用过程当中，需要采用压缩空气的方法，进行相关标定的实际计量工作，其中的精确度也会相对较高。

2.2 高压气体流量计量的研究现状

现阶段，我国国内所拥有的高压气体检定装置都是10年以前研制的，而其装置的检测单位通常只有0.5～25 kg/min，而这样的检测状态已然难以满足我国现阶段的流量计量对整个大流量和高精度的实际要求。已经不能满足当前流量计量领域对大流量和高精度的要求。虽然国内已经出现了高压气体流量计量标准装置，但是并没有完全的建立高压气体的测量标准，对于其计量装置，也缺乏切实有效的规定。但是时代的发展却十分强调高压气体计量装置做出相应的变革，并在原先的基础上实时建立以科研服务为基础的高压气体测量标准，同时还包括实际的计量标准装置，而在此基础上，也需要衍生出一定的CNG加气机检测中心，同时适用于较为广泛的高压气体计量装置，以较好地满足国内高压气体流量检定的实质需求，也能够为国际天然气贸易的公平结算和公平计量提供最为科学有效的检测方法以及技术。

2.3 高压气体流量计量装置标准的建设目标

在我国的计量规定当中，通常会为了使得整个贸易结算中具有较高的计量准确度，同时这一准确度还必须是符合法律规定的，供需双方都能够切实同意和接受的，必然需要考虑到其中的合理性和经济性。高压气体流量计量装置标准的建设目标主要是使得工作仪器可以切实符合国家标准计量仪器的标准，以较好地保障计量具有较高的准确度。同时，经过这一标准的建立，整个高压气体流量计量领域都会有较为统一的标准。而为了使得计量器具的标准能够切实满足计量的实质需求，很多的高压气体流量计量单位都会将整个标准体系分为工作标准、初级标准以及次级标准，而其中各个标准量都与国家规定的标准有着最为直接的联系。为此，为了较好地统一计量器具所拥有的量值范围，通常还会开展一些国际间的高压气体流量计量检测标准对比，而且其对比的过程往往是循环性的。一些时候需要切实建立一套较为完整的计量量值标准，其中的不确定度有0.065%，而这也是国内现如今最为先进的技术标准。在整个高压气体流量计量装置标准的建设当中，经常需要承担对高压气体流量计量的标准单位传递以及相关的对比工作，并采用较为完善的CNG加气机系列产品和现场检定装置以及一些流量计，来较好地完成流量计量和整体安全的检测任务。并且，由于在实际的计量过程中，空气介质会有很多固定的组分，其中物性参数的计算准确度相对要高于其他的参数。并且，以空气为介质的气体所形成的流量初级标准具有较为优越的稳定性，可靠性也相对较高，通常适用于现代各种气体计量的科学工作，而且能够被用在高压气体的计量量值传递过程中，由于其量值的传递结构相对较为简单，并且传递链本身较短，因而可以切实满足国家计量规定当中的质量标准。而这一质量标准对于保障我国高压气体流量计量的整体准确性具有相当大的作用。

3 高压气体流量计量标准装置的科学研制

对于高压气体流量标准装置的研制，首先需要建立较为完善的高压储气系统，通常制备的高压气体都会保持在25MPa压力范围内，并且需要建立3口高压储气井，总共的水容积达到了6立方米。我国的地下高压储气井本身已经较好地符合了美国API的标准，而且与其行业标准规定的石油套管并没有太大的区别。在整个地下打井的过程中，需要首先护照传统的井口固定工作将整个套管合理地固定好，并形成较为完善的储气装置。同时，在其套管的管口位置，以及管底位置，都需要采用较为特殊的结构形式封闭起来。我国高压地下储气井的主要优点在于整个储气装置并不会占到太大的面积，而且所采用的结构都比较特殊，能够实现较好的封存。其次，高压气体流量计量标准装置的科学研制，需要切实按照现阶段的检定流程，合理地利用压力控制装置实现对高压气体的传输。并且还可以利用高压管路和相关的检定流量仪，还有一部分的CNG加气机现场检定装置，在其中的过程中需要注入一个完善的计量高压储气瓶。最后是对高精确度的工业电子天平进行科学地测量，并将测量出来的值与流量仪表所显示出来的值进行直接的对比，并通过相关的数据处理方法，切实地得到整个流量计量数据的准确性和统一性。

4 结语

综上所述，高压气体流量计量领域属于国内的新兴领域，并且伴随高压气体在人们生活中的广泛应用，高压气体流量检定工作也会得到全方面地完善和改进，其所能产生的效益也会得到迅速提升。

【参考文献】

【1】杨钢，徐小威，高隆隆，等.高压气体定容积充放气的特性[J].兰州理工大学学报，2010（03）：14-16.

【2】郭爱华.标准表法气体流量标准装置[J].自动化仪表，2009（08）：78.

【3】戚宁武，江宁，张泽宏，等.小口径高压气体流量标准装置的研究[J].中国计量，2009（12）：99.