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[摘 要]本文介绍LNG加气机的主要工作流程、结构特点和流程设计过程中应该注意的事项。对LNG加气机在设计时各管路管件参数的选择进行了说明。
[关键词]LNG、LNG加气机、流程、设计
中图分类号：TE862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0382-01
近年来以LNG作为燃料的清洁能源汽车数量日益增多。为满足LNG汽车燃料加注的需要，LNG加气站的数量也随之增加。LNG加气站通常由LNG储罐、泵橇、加注机及控制系统等组成。LNG加注机作为LNG加气站与外界直接连接的纽带，将LNG加注到汽车的燃料瓶中，完成燃料的加注工作。
1.概述
加气站储罐内的LNG通过潜液泵加压进入加注机的液相管路。加注机通过流量计计量LNG 的质量并计算价格，其具有计量精度高，重复精度高等优点。同时通过回气管路将LNG气瓶中需要放散的气体回收到LNG储罐中，实现经济节约，同时对回收的气体进行计量、计价。本文主要阐述LNG加注机流程设计中的相关要点。
2.加注机流程
流程设计是加注机设计的关键环节，其可以决定加注机功能、加注机的性能、内部各元件的布置、加注机的成本乃至外观等。
设计中应考虑加注、回气、流量计预冷、加气枪预冷、加注计量、回气计量、安全放散、压力显示与远传、电子控制系统的设计等等，其流程如图1。
2.1 加液管路
2.1.1 车用LNG气瓶充装口喉径尺寸为0.787英寸（约合20mm），因此加液管路及管件的公称直径均选为DN25，以保证流量要求。
2.1.2 加液管路的设置依次为单向阀、流量计、气动阀、拉断阀、软管、加液枪等，LNG依次通过上述元件，进入到LNG车用气瓶中。
（1） 单向阀是为保证进入加注机流量计的LNG不会出现回流的现象，进而保证计量的准确性。
（2）流量计为加注机的核心，一般采用美国EMRSON公司旗下Micro Motion品牌，加液流量计为CMF100型流量计，主要性能参数见表1①。
（3）气动阀是为了控制出液，在潜液泵启动的同时加液路打开，保证加液的同步性和计量的准确性。并在异常情况下通过紧急切断装置停止液体的供应。
（4）在加注机的充装软管上设拉断装置，以防止在充装过程中发生汽车启离的恶性事故。安全拉断的脱离拉力宜为400～600N。②
LNG拉断装置额定流量50GPM（US）（约合189L/min）。当出现意外紧急拉断阀被拉断，加气机端和低温软管端将同时被截流，防止因液体增压或气体急速膨胀引起的软管抖动而造成危险。③
（5）软管一般采用DN25不锈钢波纹金属软管，一端安装与拉断阀连接接头，另一端安装于加气枪连接的旋卡接头。长度一般不超过4m，最长不应大于6m。
（6）加液枪采用快速连接的方式，吹扫后直接与气瓶加注口相连、锁紧即完成对接。为防止灰尘进入加液枪，一般在枪头安装防尘帽。④
2.2 回气管路
当LNG车用气瓶中压力大于1.0MPa时，一般需要在气瓶上接入回气枪，使LNG车用气瓶内压力与储罐内压力平衡，达到降低气瓶内压力、快速加液的目的。
2.2.1 气瓶回气口喉径尺寸为0.394英寸（约合10mm），回气管路公称直径选为DN15，满足流量的要求。
2.2.2 回气路一般设置回气枪、回气软管、流量计等，通过回气管路返回到站内储罐。
（1）回气枪与气瓶回气口都含有独立的切断阀，当意外发生时，可以防止LNG外流。
（2）软管一般采用DN15不锈钢波纹金属软管，一端连接加气机，另一端连接回气枪。长度一般不超过4m，最长不应大于6m。
（3）回气管路中设有回气流量计，用于计量回气时回到储罐中LNG的质量，并在最后的计价中减去回到气瓶中气体的价格。一般采用美国EMRSON公司旗下Micro Motion品牌，加液流量计为CMF25型流量计。
2.3 预冷循环管路
预冷循环管路一般设置加注口、单向阀等，通过管路返回到储罐液相。
当加液流量计与加液枪不能满足工作温度时，需要将加液枪连接在加气机加注口上，通过循环LNG达到流量计和加液枪的预冷目的。
2.4 残液回流管路
当加气完毕后，加液管路中会存有残余的LNG，这些LNG会汽化使管路内压力升高，造成危险。残液回流管路是将这些LNG回收到储罐液相，即经济节约，又保证安全。
2.4.1因回流液体量较少，因此回流管路及管件均选择DN15管径。
2.4.2残液回流管路一般在加液管路气动控制阀和拉断阀之间引出，依次设置单向阀、压力表、压力传感器、气动控制阀等，通过管路回到储罐液相。
（1）单向阀用来保证在正常加液的时候LNG不会经过回流管路绕过气动控制阀。
（2）壓力表用来显示加液管路的压力。
（3）压力传感器连接在管路上，信号传送到PLC控制系统。当传感器检测到压力大于其设定值时，PLC将信号反馈给气路控制阀，回流管路上的气动阀门开启，LNG经过管路回流到储罐液相。
2.5 放散管路
2.5.1为确保安全，在有可能出现封闭的区域设置管路安全阀和手动放散阀。当控制管路失效时亦可以保证安全。
2.5.2放散管路从管路封闭段引出，依次连接截止阀、管路安全阀等连接至放散管，并且另并联一路，管路安装截止阀。
3.结束语
LNG加气机的流程设计是LNG加气机设计的第一步，也是决定产品性能的关键环节，只有将LNG加气机的流程考虑周全，才能更好的指导后续的管路设计、电气设计、制造、检验以及调试等工作。
参考文献
[1] Micro motion –Emerson 产品样本.
[2] Macro Technologies ，LLC 公司产品样本.
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家重量监督检验检疫总局《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156-2012.
[4] JC Carter产品样本.
[关键词]LNG、LNG加气机、流程、设计
中图分类号：TE862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0382-01
近年来以LNG作为燃料的清洁能源汽车数量日益增多。为满足LNG汽车燃料加注的需要，LNG加气站的数量也随之增加。LNG加气站通常由LNG储罐、泵橇、加注机及控制系统等组成。LNG加注机作为LNG加气站与外界直接连接的纽带，将LNG加注到汽车的燃料瓶中，完成燃料的加注工作。
1.概述
加气站储罐内的LNG通过潜液泵加压进入加注机的液相管路。加注机通过流量计计量LNG 的质量并计算价格，其具有计量精度高，重复精度高等优点。同时通过回气管路将LNG气瓶中需要放散的气体回收到LNG储罐中，实现经济节约，同时对回收的气体进行计量、计价。本文主要阐述LNG加注机流程设计中的相关要点。
2.加注机流程
流程设计是加注机设计的关键环节，其可以决定加注机功能、加注机的性能、内部各元件的布置、加注机的成本乃至外观等。
设计中应考虑加注、回气、流量计预冷、加气枪预冷、加注计量、回气计量、安全放散、压力显示与远传、电子控制系统的设计等等，其流程如图1。
2.1 加液管路
2.1.1 车用LNG气瓶充装口喉径尺寸为0.787英寸（约合20mm），因此加液管路及管件的公称直径均选为DN25，以保证流量要求。
2.1.2 加液管路的设置依次为单向阀、流量计、气动阀、拉断阀、软管、加液枪等，LNG依次通过上述元件，进入到LNG车用气瓶中。
（1） 单向阀是为保证进入加注机流量计的LNG不会出现回流的现象，进而保证计量的准确性。
（2）流量计为加注机的核心，一般采用美国EMRSON公司旗下Micro Motion品牌，加液流量计为CMF100型流量计，主要性能参数见表1①。
（3）气动阀是为了控制出液，在潜液泵启动的同时加液路打开，保证加液的同步性和计量的准确性。并在异常情况下通过紧急切断装置停止液体的供应。
（4）在加注机的充装软管上设拉断装置，以防止在充装过程中发生汽车启离的恶性事故。安全拉断的脱离拉力宜为400～600N。②
LNG拉断装置额定流量50GPM（US）（约合189L/min）。当出现意外紧急拉断阀被拉断，加气机端和低温软管端将同时被截流，防止因液体增压或气体急速膨胀引起的软管抖动而造成危险。③
（5）软管一般采用DN25不锈钢波纹金属软管，一端安装与拉断阀连接接头，另一端安装于加气枪连接的旋卡接头。长度一般不超过4m，最长不应大于6m。
（6）加液枪采用快速连接的方式，吹扫后直接与气瓶加注口相连、锁紧即完成对接。为防止灰尘进入加液枪，一般在枪头安装防尘帽。④
2.2 回气管路
当LNG车用气瓶中压力大于1.0MPa时，一般需要在气瓶上接入回气枪，使LNG车用气瓶内压力与储罐内压力平衡，达到降低气瓶内压力、快速加液的目的。
2.2.1 气瓶回气口喉径尺寸为0.394英寸（约合10mm），回气管路公称直径选为DN15，满足流量的要求。
2.2.2 回气路一般设置回气枪、回气软管、流量计等，通过回气管路返回到站内储罐。
（1）回气枪与气瓶回气口都含有独立的切断阀，当意外发生时，可以防止LNG外流。
（2）软管一般采用DN15不锈钢波纹金属软管，一端连接加气机，另一端连接回气枪。长度一般不超过4m，最长不应大于6m。
（3）回气管路中设有回气流量计，用于计量回气时回到储罐中LNG的质量，并在最后的计价中减去回到气瓶中气体的价格。一般采用美国EMRSON公司旗下Micro Motion品牌，加液流量计为CMF25型流量计。
2.3 预冷循环管路
预冷循环管路一般设置加注口、单向阀等，通过管路返回到储罐液相。
当加液流量计与加液枪不能满足工作温度时，需要将加液枪连接在加气机加注口上，通过循环LNG达到流量计和加液枪的预冷目的。
2.4 残液回流管路
当加气完毕后，加液管路中会存有残余的LNG，这些LNG会汽化使管路内压力升高，造成危险。残液回流管路是将这些LNG回收到储罐液相，即经济节约，又保证安全。
2.4.1因回流液体量较少，因此回流管路及管件均选择DN15管径。
2.4.2残液回流管路一般在加液管路气动控制阀和拉断阀之间引出，依次设置单向阀、压力表、压力传感器、气动控制阀等，通过管路回到储罐液相。
（1）单向阀用来保证在正常加液的时候LNG不会经过回流管路绕过气动控制阀。
（2）壓力表用来显示加液管路的压力。
（3）压力传感器连接在管路上，信号传送到PLC控制系统。当传感器检测到压力大于其设定值时，PLC将信号反馈给气路控制阀，回流管路上的气动阀门开启，LNG经过管路回流到储罐液相。
2.5 放散管路
2.5.1为确保安全，在有可能出现封闭的区域设置管路安全阀和手动放散阀。当控制管路失效时亦可以保证安全。
2.5.2放散管路从管路封闭段引出，依次连接截止阀、管路安全阀等连接至放散管，并且另并联一路，管路安装截止阀。
3.结束语
LNG加气机的流程设计是LNG加气机设计的第一步，也是决定产品性能的关键环节，只有将LNG加气机的流程考虑周全，才能更好的指导后续的管路设计、电气设计、制造、检验以及调试等工作。
参考文献
[1] Micro motion –Emerson 产品样本.
[2] Macro Technologies ，LLC 公司产品样本.
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家重量监督检验检疫总局《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156-2012.
[4] JC Carter产品样本.