3.2. Измерение количества кпг

Для измерения расхода КПГ применяют косвенный метод по изменению его параметров в баллоне. В качестве упомянутых параметров выбирают вели­чину давления и температуру КПГ.

Определение расхода КПГ Q_r газовыми автобусами на мар­шруте (в м³) производится по нижеследующей формуле:

, где (3.1)

V₆ - общий объем одного баллона автобуса, м³

Р₁, Р₂ - соответственно давление КПГ в баллонах в начале проведения заезда на маршруте и в его конце, кгс/см²;

Z₁,Z₂ - коэффициенты сжимаемости КПГ соответственно при давле­ниях в начале проведения заезда и в его конце.

n_Б - количество газовых баллонов автобуса, ед.;

Коэффициенты сжимаемости Z зависят от температуры КПГ, величи­ны его абсолютного давления в баллонах, а также его качественного состава заправляемого на автомобильных газонаполнительных компрессорных стан­циях..

Формула 3.1 может быть использована и для определения фактического расхода газа в эксплуатации.

Коэффициенты сжимаемости газа определяют для заданных величин дав­лений при температуре, равной температуре окружающей среды по номограмме, на рис. ХХХ. Тем не менее, данная оценка не будет точной в силу значительного различия температуры окружающей среды и температуры газа в баллонах. Необходимо использовать поправочное уравнение. Научными сотрудниками Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета МАДИ был разработан полином шестой степени для определения величины разницы температур окружающей среды и газа в баллонах в зависимости от времени суток.

ΔТ=0,000000854*τ_с⁶-0,000167707*τ_с⁵+0,008462083*τ_с⁴-0,174088813*τ_с³+1,489274974*τ_с²-3,67224318*τ_с-5,0655712 (3.2)

где:

ΔТ – разность температуры окружающей среды и температуры газа в баллонах

Τ_с – текущее время суток в момент измерения давления в баллонах автобуса

Уравнение 3.2 позволяет с достаточно высокой точностью определить температуру газа в баллонах по температуре окружающей среды.

Рис. ХХХ - Номограмма для расчёта объёма сжатого природного газа, приведённого к нормальным условиям (коэффициент сжимаемости Z)

При отсутствии номограммы для определения коэффициентов сжимаемости газа, их значения можно принять равными 1. Тогда количество израсходованного, оставшегося в баллонах или заправляемого газа можно определить приближенно по перепаду давления, по манометру высокого давления. Погрешность подобных расчетов будет составлять более 10-15%

Более точно рассчитать коэффициенты сжимаемости КПГ можно с помощью специального программного обеспечения. При неизвестном полном компонентном составе применяемого в качестве топлива природного газа, для расчёта коэффициента сжимаемости целесообразно применять уравнение NX-19 модифицированное. Удобно использовать программу расчёта коэффициентов сжимаемости природного газа при неизвестном полном компонентном составе газа версии 3.0, разработанную специалистами сайта «Проектирование газоснабжения» www.proekt-gaz.ru. Интерфейс программы представлен на рис. ХХХ.

Рис. Х.Х - Рабочее поле программы расчёта коэффициентов

сжимаемости природного газа

Для самого точного расчёта заправляемого количества газа следует пользоваться разработанным научно-исследовательским институтом природных газов (ВНИИГАЗ) приложением к "Методическим указаниям. Государственной системе обеспечения единства измерении. Объём газа. Методика выполнения измерений на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции (АГНКС). МИ 1539-86, М., 1986 г.", служащей основанием для взаимных расчетов АГНКС с потребителем.

Данная методика учитывает влияние сжимаемости, дроссельный эффект и теплообмен баллонов автомобиля с окружающей средой, с использованием экспериментально полученных зависимостей теплообмена баллонов с окружающей средой и рас­чётных данных о зависимости сжимаемости, теплоёмкости и энтальпии от пара­метров состояния газа в баллоне.

Для определения количества отпускаемого газа необходимо измерять следующие величины:

• давление газа в баллонах автомобиля до начала заправки (остаточное давление);

• давление газа в баллонах автомобиля в конце заправки;

• давление газа в контрольно-измерительном, участке заправочной линии;

• температуру газа в контрольно-измерительном участке заправочной ли­нии ;

• температуру окружающего воздуха;

• суммарный объем заправляемых баллонов.

Для выполнения измерения на линии подачи газа к автомобилю должен быть оборудован контрольно-измерительный участок. Допускается выделение контрольно-измерительного участка, как на каждой заправочной колонке, так и общего участка для группы заправочных колонок.

Контрольно-измерительный участок должен быть оборудован устройством, поддерживающим в нём постоянное статическое давление газа за весь период заправки. Колебания давления на этом участке в период времени, начинающийся через 0,75 мин. после начала заправки и оканчивающийся при окончании заправки, не должна превышать 0.8 МПа. Скорость потока газа в контрольно-измерительном участке в период заправки должна находиться в пределах от 1 до 30 м/с.

Помимо этих способов оценки расхода КПГ на газовых автобусах ЛиАЗ с двигателями Cummins и MAN имеется возможность измерения расхода КПГ по показаниям электронной системы управления двигателем. Методики оценки расхода КПГ городскими автобусами этим способом подробно описаны в работах ХХХХХХХХХХ.