混合法油罐計(jì)量分析黃岑越摘要：對(duì)各種油罐自動(dòng)計(jì)量方法進(jìn)行了討論，較詳細(xì)地闡述了各種計(jì)量方法的原理和特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：液位，密度，油重AnalysisoftheAutomaticMeteringMethodforTankAbstract:Eachoftheautomaticmeteringmethodfortankisdiscussed.Theirprincipleandcharacteristicsarepresentedindetail.Keywords:level，density，oilweight油罐自動(dòng)計(jì)量可極大地提高計(jì)量精度，減少人為誤差及人員勞動(dòng)強(qiáng)度，為生產(chǎn)與管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。目前多種油罐自動(dòng)計(jì)量方法得到了廣泛地使用。在使用中，不同的計(jì)量方法會(huì)有不同的效果。本文將就各種計(jì)量方法在原理、數(shù)據(jù)處理及性能上的各自特點(diǎn)進(jìn)行討論。1油罐自動(dòng)計(jì)量方法分析目前使用的油罐自動(dòng)計(jì)量方法有多種，但都可歸結(jié)為3類(lèi)：液位計(jì)法（ATG法）、靜壓法（HTG法）、混合法（HIMS法）。1.1液位計(jì)法液位計(jì)法是通過(guò)安裝在油罐上的液位計(jì)測(cè)量罐內(nèi)液體的液位。其設(shè)備安裝如圖1所示。根據(jù)所安裝液位計(jì)的種類(lèi)不同，液位計(jì)的測(cè)量方法有兩種：一種是測(cè)量空高，如雷達(dá)液位計(jì)，液位高度是通過(guò)用液位計(jì)的安裝高度減去所測(cè)得的空高得到；另一種是直接測(cè)量液位高度，如鋼帶浮子液位計(jì)。這二種方法相比，前者由于罐可能產(chǎn)生的變形而誤差要大些，后者則精度要高些，但其可靠性相對(duì)低些。液位計(jì)法由于只能得到罐內(nèi)液體液位，所以罐內(nèi)油品的其他參數(shù)只能通過(guò)人工測(cè)量或計(jì)算得出。如油品密度需通過(guò)人工測(cè)量得到，油品重量則需通過(guò)下式計(jì)算得到：M=V2oXp20如考慮到空氣浮力則為:M=V20X(p20-0.0011)其中，m為油重；V2o為油品標(biāo)準(zhǔn)體積，通過(guò)液位查表?yè)Q算得到；p2o為油品標(biāo)準(zhǔn)密度。 20 20由于人工測(cè)量密度誤差較大，且只能得到某些層面的密度值，不能得到準(zhǔn)確的平均密度，因而計(jì)算出來(lái)的重量的誤差也較大。其誤差取決于人工取樣測(cè)得的密度是否為整個(gè)罐的平均密度及罐表的誤差。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，液位計(jì)也出現(xiàn)多種高精度易安裝的產(chǎn)品。例如伺服式液位計(jì)，分辨力可達(dá)0.1mm，精度可達(dá)土1mm。再如磁致伸縮式液位計(jì)等，這類(lèi)智能型的液位計(jì)與常見(jiàn)的鋼帶浮子式液位計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。它安裝方便，不需清罐動(dòng)火，不但可以測(cè)量出液位，而且可以測(cè)量出油水界面，也就是通常說(shuō)的可以測(cè)水高，精度在土2mm。伺服式液位計(jì)一般用于靜態(tài)測(cè)量液位，也有可用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。如磁致伸縮式、雷達(dá)式液位計(jì)。總之，液位計(jì)法是以測(cè)量油罐內(nèi)液位為主。它對(duì)罐內(nèi)油品的質(zhì)量計(jì)量是間接的，因此質(zhì)量計(jì)量的精度一般是偏低的。1.2靜壓法標(biāo)準(zhǔn)的靜壓法設(shè)備安裝如圖2所示。靜壓法的測(cè)量原理是通過(guò)安裝在油罐底部壓力傳感器T測(cè)量罐內(nèi)液體的壓強(qiáng)。再根據(jù)罐體的截面積的大小即可計(jì)算出罐內(nèi)油品的重量。T是安裝于T之上大約3m左右的一個(gè)壓力傳感器，其主要作用是測(cè)量密度。T是裝罐頂部的壓力傳感器，其主要作用是測(cè)量罐內(nèi)油氣混合物的壓力。它用于密封的拱頂罐，而內(nèi)浮頂罐則不必用T，因?yàn)門(mén)等于大氣壓強(qiáng)。其各參數(shù)的計(jì)算方法如下：M—x（F］「P3）_ _，- 3P-（彪—0）xgITFl-鳥(niǎo)?Jtl= +17igXp其中，M為油重；A為罐平均截面積；H為液位；p為油品真實(shí)密度；P1為罐底部壓力；P為罐上部壓力；P為罐頂部壓力；H為T(mén)安裝高度；H為T(mén)安裝高度。由上面的公式可以看出所有這些參數(shù)的取得均1是由傳感器測(cè)量得到或系統(tǒng)安裝后為常數(shù)的值。沒(méi)有人工測(cè)量值，因而也減少了人工測(cè)量產(chǎn)生的誤差。靜壓法的詳細(xì)計(jì)算公式見(jiàn)“中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程”JJG759-97“靜壓法油罐計(jì)量裝置”。靜壓法測(cè)量的特點(diǎn)是：油品質(zhì)量計(jì)量精度高。這是因?yàn)橛推焚|(zhì)量是直接由底部壓力傳感器測(cè)量得到。它與密度、溫度等參數(shù)的變化均無(wú)關(guān)系，所以不受這些參數(shù)誤差的影響。密度p為T(mén)與T之間的平均密度。由于密度分層的影響，所以p略大于罐內(nèi)液體的平均密度。2液位誤差較大。由于液位是用密度p反推得出，p又略大于罐內(nèi)液體的平均密度，所以液位略低于真實(shí)的液位。靜壓法由于沒(méi)有可動(dòng)部件因而可靠性較高。1.3混合法混合法是液位計(jì)法與靜壓法的一種結(jié)合。它結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是造價(jià)較高。其設(shè)備安裝如圖3所示。圖3混合法的測(cè)量原理則是通過(guò)罐上安裝的液位計(jì)直接測(cè)量得到罐內(nèi)液體的真實(shí)液位H。通過(guò)安裝在底部的壓力傳感器測(cè)量得出液體壓強(qiáng)，并由下式得出罐內(nèi)液體的質(zhì)量：M=Ax（Pt-旦）_P\-P3P-（3-為）xg其中，M為油重；p為罐內(nèi)液體平均密度；P為罐底部壓力；P為罐頂部壓力（浮頂罐P=0）；H為T(mén)安裝高度；A為罐的有效截面積；H為液位高度。由混合法的測(cè)量原理和各參數(shù)的計(jì)算可以看出，此種方法對(duì)液位質(zhì)量、密度的測(cè)量精度都較高。因而混合法是一種較理想的計(jì)量方法。混合法另一最大優(yōu)點(diǎn)是它可以測(cè)量出儲(chǔ)罐所有已知的參數(shù)。如采用高級(jí)混合法設(shè)計(jì)方案，可以在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)地得到諸如液位、點(diǎn)密度、平均密度、點(diǎn)油溫、平均油溫、油水界面（水高）、體積、商業(yè)質(zhì)量等所需要的所有物理參數(shù)。因此可以說(shuō)混合法是儲(chǔ)罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)中功能最全面、測(cè)量精度最高、可靠性最好的一種，但它的造價(jià)也是最高的。2結(jié)論上面三種計(jì)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)可由下表1看出。表1各種油罐計(jì)量技術(shù)方案比較（供參考）測(cè)量方式/系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)罐泄漏監(jiān)控安裝價(jià)格液位密度溫度體積界面重量手工檢尺好一般一般好好一般需對(duì)比/最低鋼帶浮子液位計(jì)好/重要好/一般/復(fù)雜低伺服液位計(jì)很好好重要好好一般/簡(jiǎn)單高磁致伸縮液位計(jì)很好/重要好好一般/較簡(jiǎn)單高雷達(dá)液位計(jì)好/重要好/一般/簡(jiǎn)單高靜壓HTG一般好不重要好/很好好較簡(jiǎn)單高靜液混合HIMS很好很好不重要好好很好好較復(fù)雜最高由表1可見(jiàn)，不同的計(jì)量方法所測(cè)得的參數(shù)精度也不相同。液位計(jì)法只能測(cè)得液位，其他參數(shù)則仍需通過(guò)人工測(cè)量