CN101038201B

CN101038201B - 成品油罐区智能测量计量***

Info

Publication number: CN101038201B
Application number: CN2007100216788A
Authority: CN
Inventors: 凌华; 徐晓明
Original assignee: WUXI HONGYE AUTOMATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: WUXI HONGYE AUTOMATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: CN101038201A

Abstract

一种成品油罐区智能测量***，其中包括用于实时采集数据的测量装置；用于接收所采集的数据并对这些采集的数据进行修正的数据采集装置；主控单元用于将获得的数据采集装置的所有数据传送给计算机；计算机控制装置用于根据所测量的数据进行计算，获得油品的库存量并对罐区的数据实时监控。成品油罐区智能测量***是一种用于计算盘库、实时监控的综合***。其特点在于提供了从测量、计量、监控于一体的解决方法。计量精度高，计算精度高，速度极快。

Description

成品油罐区智能测量计量***

技术领域

本发明涉及一种测量成品油罐内液体数据的测量***，尤其是，涉及一种成品油罐区智能测量***。

背景技术

石油经营者对成品油罐进行测量，其目的是通过测量油液位置得知罐内油品的液位，从而计算出进销存油量，达到对油量实时监控。目前的测量方法是采用手工一级或二级检尺在油罐顶部的检测孔，通过手工测量检测油位。每一个罐都需要人工检测。测量出测量值后直接计算。没有任何自动补偿计算，人工测量时存在个人手法不一致造成测量值不一样，以及本身检尺就有误差，所以，不同的检尺测量同一油位也会得到不同的测量值。

国内石油行业立式罐的液位检测标准依据GB/T13894-1992《石油和液位石油产品液位测量法(手工法)》。手工检测用量油尺的不确定度：二级量油尺在20℃时为0.3+0.2L。在其它温度使用还要计算量油尺的线膨胀系数(11.9×10-6/℃)。例如：10m处读值在20℃时不确定度为2.3mm；在35℃时又增加了1.8mm，综合不确定度为4.1mm。

除量油尺的不确定度外，还受到其它因素的影响。如：手工检测操作工与操作工手法不同，第一次与第二次的差异也经常有1mm的误差。所以只作为企业内部的计量考核，不能作为贸易交接。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种成品油罐区智能测量***，该***在测量实际数据的基础上，对实测数据进行修正补偿，从而得到更精确的油品的数据，例如，油罐容积、油品的密度、油品的体积以及油品的质量。

本发明成品油罐区智能测量计量***，包括用于实时采集数据的测量装置；用于接收所采集的数据并对这些采集的数据进行修正的数据采集装置；主控单元用于将获得的数据采集装置的所有数据传送给计算机；计算机控制装置用于根据所测量的数据进行计算，获得油品的库存量并对罐区的数据实时监控。

本发明成品油罐区智能测量***，其中用于实时采集数据的测量装置包括磁致伸缩液位计和温度传感器，用于测量油位和及其温度。

本发明成品油罐区智能测量***，其中数据采集装置对测量数据的修正是通过油罐设备的油位高低变化以及地基的沉降进行的修正。

本发明成品油罐区智能测量***，其中计算机控制装置计算油罐容积、油品的密度、油品的体积以及油品的质量。

本发明成品油罐区智能测量***，其中计算机控制装置计算油罐容积：

I、非保温罐：、Vt：＝V20*[1+2a(t-20)]

注：测量尺应进行温度修正

V20：为罐内油品的实际体积；

a一罐材线膨胀系数，取a＝0.0000121C；

t＝(t油+t气)/2；t油一罐内注液温度：t气一罐四周空、温度的平均值)；

II、保温罐：Vt＝V20*[1+3a(t-20)]；

t-罐内液体平均温度(℃)。

本发明成品油罐区智能测量***，其中计算机控制装置计算油罐容积还进一步增加静压力容积的修正，所述静压力容积的修正值为相应油位高度的容积修正值乘以罐内液体密度与水密度之比。

本发明成品油罐区智能测量***，其中计算机控制装置计算油罐中油的密度为：ρ20＝ρ20基+[(ρ20上-ρ20基)/(ρ’t上-ρ’t基)](ρ’t测-ρ’t基)其中：ρ’t测-测得的视密度值；

ρ’t基-测得值十分位至千分位与表载值相同的ρ’t值；

ρ’t上-邻近并大于ρ’t基的ρ’t值

ρ20基-ρ’t基基相对应的ρ20值；

ρ20上-ρ’t上相对应的ρ20值；

本发明成品油罐区智能测量***，其中计算机控制装置计算油罐中油的体积为：V20＝Vt*VCF

其中Vt为非标准体积；VCF为体积修正值；V20标准体积。

本发明成品油罐区智能测量***，其中计算机控制装置计算油罐中油的质量为：m＝V20*(ρ20-1.1)(立式金属罐)

V20＝Vt[1+a(t-20)]VCF

其中：ρ20为标准密度；

t为罐内、外壁温度的平均值，即t＝(t1+t2)/2，其中t1为罐内油品计量温度，t2为罐外温度；

Vt为罐内油品液位变化的体积数；

VCF为罐内油品的体积修正系数；

V20为罐内油品的实际体积。

一种使用本发明成品油罐区智能测量***测量油品质量变化的方法，步骤如下：

1.测量罐体内油品的液位变化，得到变化的体积数；

2.测量罐体内油品的视温度，视密度得到出油品的标准密度；

3.根据标准密度和测量温度通过修正装置获得其体积修正系数；

4.根据标准体积修正系数和标准密度换算出其标准体积：

V20＝Vt[1+a(t-20)]VCF

a一罐材线膨胀系数；Vt为非标准体积；VCF为体积修正值；V20标准体积。

5.根据标准体积，标准密度及其空气中的质量换算公式计算出其标准质量

6.公式如下：

m＝V20*(ρ20-1.1)

＝Vt*(1+a(t-20))*VCF*(ρ20-1.1)

本发明的优点和积极效果在于，能够实现对油罐的实时监控，对所测得的数据进行补偿修正，使计算出的其它物理量更为精确。

附图说明

图1是本发明成品油罐区智能测量***的方框图。

具体实施方式

本发明成品油罐区智能测量***，包括用于实时采集数据的测量装置，该测量装置包括磁致伸缩液位计和温度传感器，用于测量油位和及其温度。数据采集装置接收所采集的数据并对这些采集的数据进行修正，所述的对数据的修正是通过油罐设备的油位高低变化以及地基的沉降进行的修正。主控单元用于将获得的数据采集装置的所有数据传送给计算机；计算机控制装置用于根据所测量的数据进行计算，获得油品的库存量并对罐区的数据实时监控。

下面举例说明所述的液位仪表测量数据的修正方法，该方法保证了数据的精确度

数据采集装置的修正方法是极大保证采集数据准确性的关键，现在可以保证正负1mm的液位误差，远远超过人工一级检尺的精度。

修正参数根据油罐设备油位高低变化，由于地基等问题，造成高液位时，罐底中部下沉成凹状；低油位时，罐底凸起为锥形。许多油罐在手工检测孔下不设计专用的检测平台。底部检测点也随着罐变形，检测基准面也随之上升或下降，造成手工检测失真，因而与装在罐顶的液位仪表读值反差很大。解决这个问题的办法，就是以手工检测孔检测点，在不同液位下，实测出罐底的变形量，一般情况下每米测一个数值。在使用时，每米中间数按插值计算。每个油罐的测点底部变形量的实际测量在投产罐需相当长的时间。要求取得手工检测与自动计量的统一，然后把实测变形量做到计算机软件中进行补偿。

石油经营者装液位仪的目的是通过液位仪与容积表计算出进销存油量，达到对油量实时监控。用户在进油时用标准容积罐计量，可利用标准罐的高精度及高精度的液位仪示值编制一个实测的容积表。把所有的误差进行修正。如：罐底变形的容积变化误差，原手工制出的容积表误差。

实际操作办法如下：

在低油位时用原容积表计算出0.5m以下存油量，每次进油时记录液位仪的高度及相对高度的进油量，液位仪每上升0.5m～1m内，作一次记录。只要能从0.5m到油罐总高度的85％之间记录10～20组数据就可以利用数学模型计算出实际的容积表，录入数据采集控制器，就能精确计算出相对液位的石油存贮量。如：计量罐的精度为0.1％时，修正后的容积表最大误差不会超过0.3％，满足国家相关标准。

1、立式金属罐容积的测量

本容量表所示为20℃时的容量。使用在t℃时可按下式计算

(1)、非保温罐：、Vt：＝V20*[1+2a(t-20)]

注：测量尺应进行温度修正

a一罐材线膨胀系数，取a＝0.0000121C；

t＝(t油+t气)/2；

t油一罐内注液温度：t气一罐四周空、温度的平均值)；

(2)、保温罐：Vt＝V20*[1+3a(t-20)]；

t-罐内液体平均温度(℃)。

罐内的容积与其内有关外温度。

当考虑静压力对容积的时，其修正表系按水的密度计算，使用时应先将相应高度下的容积修正值乘以罐内液体密度与水密度之比，并将乘得的结果加入到容积表所示的容积内。

例如：当罐体中油品的高度为5.555m时，20℃时的标准密度可默认为0.9g/cm³。

立式金属罐容量表

毫米容量表

(4.800m-5.999m)

(mm) (kL)

1 0.165

2 0.331

3 0.496

4 0.661

5 0.827

6 0.992

7 1.157

8 1.322

9 1.488

立式金属罐静压力修正表

罐号：1# 液体密度：1g/cm³ 参照高度：15.611m

高度容量高度容量高度容量

1.40 0.016 5.40 0.241 9.40 0.730

1.50 0.019 5.50 0.250 9.50 0.746

1.60 0.021 5.60 0.259 9.60 0.761

第一步：程序查表过程为，选择《立式金属罐容量表》1#罐体容积表查5.55m高度为914.170kL，在查小表5mm为0.827kL，然后查询《立式金属罐静压力修正表》5.50m为0.250kL。

第二步：进行计算。V＝V主+V小+Δ水×P20

V＝914.170+0.827+0.250×0.9

＝914.997+0.2250

＝915.222

其中所述立式金属罐容量表和立式金属罐静压力修正表已存储在计算机中，计算机根据测量的油位高度，计算出经补偿的容积。

2、20℃标准密度的换算

20℃标准密度的计算，是根据中华人民共和国国家标准GB/T 1885-1998《石油计量表》等效采用国际标准准91-2；1991《石油量表第二部分：以20℃为标准温度的表》的技术内容，计算结果与ISO91-2；1991一致。

按所测的油品(原油、产品、润滑油)直接查取相应的标准密度表。表59D的，这里根据表59B产品标准密度表。进行程序查询及其计算。

59B产品标准密度换算表的计量单位为k/m³。

计算步骤：

已知某种油品在某一试验温度下的视密度，①根据油品类别选择相应油品的标准密度表；②确定视密度所在标准密度表中的密度区间；③在视密度栏中，查找已知的视密度值；在温度栏中找到已知的试验温度值。该视密度值与试验温度值的交叉数即为油品的标准密度；如果已知视密度值正好介于视密度栏中两个相邻视密度值之间，则可以采用内插法确定标准密度，但试验温度值不内插，用较接近的温度值查表。④最后结果保留到万分位。

采用视密度内插试验温度靠近的方法求得，其公式为

ρ20＝ρ20基+[(ρ20上-ρ20基)/(ρ’t上-ρ’t基)](ρ’t测-ρ’t基)

ρ’t测-测得的视密度值；

ρ’t基-测得值十分位至千分位与表载值相同的ρ’t值；

ρ’t上-邻近并大于ρ’t基的ρ’t值

ρ20基-ρ’t基基相对应的ρ20值；

ρ20上-ρ’t上相对应的ρ20值；

3、20℃标准体积的换算

石油标准体积(V20)是根据容积表值即非标准体积(Vt)与体积修正值(VCF)相乘得到。即：V20＝Vt*VCF。

计算步骤：

已知某种油品的标准密度，换算出该油品从计量温度下体积修正到标准体积的体积修正系数，①根据油品类别选择相应油品的体积修正系数表；②确定标准密度所在体积修正系数表中的密度区间；③在标准密度栏中，查找已知的标准密度值，在温度栏中找到油品的计量温度值，两者交叉数即为该油品从计量温度修正到标准温度的体积修正系数；如果已知标准密度介于标准密度行中两相邻标准密度之间，则可以采用内插法确定其体积修正系数。温度值不用内插，仅以较接近的温度值查表。④最后结果保留到十万分位。

计算公式如下：

VCF＝VCF基+[(VCF上-VCF基)/(ρ20上-ρ20基)]*(ρ20测-ρ20基)；

ρ20测-提供的标准密度值；

ρ20基-提供的ρ20十分位至万分位与表载值相同的ρ20值；

ρ20上-临近并大于ρ20基的ρ20值；

VCF上-ρ20上相对应的VCF。

举例一：

已知ρ20＝0.7180g/cm³，t＝29.5℃时油体积为385467L，求VCF并计算出该油V20；

查得t＝29.5℃与ρ20＝0.7180g/cm³相交得VCF为0.98780；

V20＝385467*0.98780＝380764；

其中VCF体积修正表已存储在计算机中，计算机根据测量的油品实际体积，计算出经补偿的标准体积。

4、罐体中油品质量的计算

使用本发明成品油罐区智能测量***测量油品质量变化的方法，步骤如下：

测量罐体内油品的液位变化，得到变化的体积数；

测量罐体内油品的视温度，视密度得到出油品的标准密度；

根据标准密度和测量温度通过修正装置获得其体积修正系数；

根据标准体积修正系数和标准密度换算出其标准体积：

V20＝Vt[1+a(t-20)]VCF；

a一罐材线膨胀系数；Vt为非标准体积；VCF为体积修正值；V20标准体积；

根据标准体积，标准密度及其空气中的质量换算公式计算出其标准质量；

公式如下：

m＝V20*(ρ20-1.1)

＝Vt*(1+a(t-20))*VCF*(ρ20-1.1)

实例如下：

1号立式金属罐存储90号汽油，付油前原始液位为5.432m，付油后的液位为4.453m，实验室测得ρ24.3＝0.7208g/cm³，t＝24.0℃，求该体积的油的质量。

测得：视温度：24.3℃，视密度为720.8kg/M³，计量温度为24.0℃，原始液位5.432m，新液位为4.453。

选择1#罐为其计量罐。

程序计算出20℃标准密度；724.5999，修正体积系数：0.994899，修正体积：161.0689，变化体积：161.8946，实际计算出质量为161.8946kg。

Claims

1.一种成品油罐区智能测量***，其中包括用于实时采集数据的测量装置；用于接收所采集的数据并对这些采集的数据进行修正的数据采集装置；主控单元用于将获得的数据采集装置的所有数据传送给计算机；计算机控制装置用于根据所测量的数据进行计算，获得油品的库存量并对罐区的数据实时监控；

用于实时采集数据的测量装置包括磁致伸缩液位计和温度传感器，用于测量油位及其温度；

数据采集装置对测量数据的修正是通过油罐设备的油位高低变化以及地基的沉降进行的修正；

计算机控制装置计算油罐容积、油品的密度、油品的体积以及油品的质量；

计算机控制装置计算油罐容积：

I、非保温罐：Vt＝V′20*[l+2a(t1-20)]；

注：测量尺应进行温度修正；

V′20为罐内油品的实际体积；

a：罐材线膨胀系数，取a＝0.0000121/℃；

t1＝(t油+t气)/2；t油：罐内注液温度；t气：罐四周空气温度的平均值；

II、保温罐：Vt＝V′20*[l+3a(t2-20)]；

t2：罐内液体平均温度(℃)；

计算机控制装置计算油罐容积还进一步增加静压力容积的修正，所述静压力容积的修正值为相应油位高度的容积修正值乘以罐内液体密度与水密度之比；

计算机控制装置计算油罐中油的密度为：ρ20＝ρ20基+[(ρ20上-ρ20基)/(ρ’t上-ρ’t基)](ρ’t测-ρ’t基)；

其中：ρ’t测-测得的视密度值；

ρ’t基一测得值十分位至千分位与表载值相同的视密度值；

ρ’t上-邻近并大于ρ’t基的视密度值；

ρ20基-ρ’t基相对应的ρ20值；

ρ20上-ρ’t上相对应的ρ20值；

计算机控制装置计算油罐中油的体积为：V20＝Vt*VCF；

其中所述油罐容积Vt为非标准体积；VCF为体积修正值；V20罐内油品在20℃下的标准体积；

计算机控制装置计算油罐中油的质量为：m＝V20*(ρ20-1.1)，其中所述油罐为立式金属罐；

其中：ρ20为标准密度。