淺談儲罐自動計量研究及系統(tǒng)實現(xiàn)

曹兵(國家大容量第一計量站,遼寧 撫順 113026)

儲罐早已被石油行業(yè)廣泛應(yīng)用，儲罐內(nèi)液體的精確計量對于庫存管理有著重要意義，同時由于油品的價值較高，任何微小的誤差存在都會對絕對量的測量造成誤差。因此，對于油罐的安全監(jiān)控的重要性不言而喻。穩(wěn)定可靠的儲罐計量系統(tǒng)不僅能準確的檢測數(shù)量，同時也是保護環(huán)境和安全生產(chǎn)的重要舉措。

1 儲罐自動計量發(fā)展現(xiàn)狀

對大型儲罐的計量，開始均是采用人工投尺法對液位進行測量，后隨著鋼帶、雷達液位計、超聲波液位計等自動測量的手段的出現(xiàn)，人工投尺手段逐漸被替代。在我國，常用的儲罐測量、計量系統(tǒng)主要是采用兩種方法，第一種是壓強法，第二種是升降高度法。但隨著計算機和傳感技術(shù)的發(fā)展，靜壓法集中式儲罐計量系統(tǒng)和靜壓法分布式儲罐計量系統(tǒng)相繼問世，具有著很強的優(yōu)勢性，但價格昂貴。為了提高石油行業(yè)的自動化水平，開發(fā)出性能高、成本低、精度高的自動計量系統(tǒng)是我國發(fā)展的主要趨勢。[1]

2 儲罐計量系統(tǒng)分析

在儲罐自動化計量系統(tǒng)中，其方法主要是以下三種：

2.1 液位計法

液位激發(fā)是依據(jù)儲罐上的液位計對儲罐內(nèi)液位進行測量。但是由于按照液位計的種類會有所不同，其主要測量方法也有兩種：一種是直接對液位高度測量，如鋼帶浮子液位計；另一種是空高測量，如雷達液位計。兩種測量方法相較而言，后者會比前者的誤差要大，前者在精度準確性有優(yōu)勢，其可靠性會偏低。

2.2 靜壓法

靜壓法的測量原理主要是通過對油罐底部的壓力變送對罐內(nèi)液體的壓強進行測量，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)予以數(shù)學(xué)公式來進行計算。由于計算中是沒有人工測量值，避免了人工測量而產(chǎn)生誤差，可靠性相對會較高。但對其密度的計算需要通過查表計算，相應(yīng)的會引入一些誤差，且計算量也會特別大。[2]

2.3 混合法

混合法是一種結(jié)合法，其是將液位計法與靜壓法進行有機結(jié)合，通過結(jié)合兩種方法各自的優(yōu)點，來進行測量。在混合法的測量中，儲罐內(nèi)液體的真實液位可以依據(jù)儲罐上安裝的液位計來直接測量出油水的總高度，同時依據(jù)底部壓力傳感器測量的液體壓強以及溫度傳感器所測得的溫度，共同來進行有關(guān)的計算。由于液位是直接測量，所以想要的會減少誤差和計算量，精度也有所提高。雖然其功能全面、可靠性好，但其造價十分昂貴。

三種計量方法都有著各自的優(yōu)缺點，通過不同的計量，測量的參數(shù)精度也會不同。其中液位計法只能對液位進行測量，但其余參數(shù)仍然需要人工測量獲取；靜壓法和混合法能測量出各種參數(shù)，同時也替代了人工計量，在密度與液位的計量上混合法會更勝一籌。在實際計量中，要依據(jù)資金及需求程度來采用合理的計量方法。

3 儲罐自動計量誤差探討

3.1 計量器具誤差

在對油品計量過程中，計量器具是否合格，與周期檢定和正確的修正值有著直接的關(guān)系。一般情況下，在自動測量的過程中，溫度可能會造成一定的誤差，對油品測量是采用溫度計的，且最小分度值在0.2℃。如果在進行檢定時沒有給出正確的修正值，那么就會對石油溫度測得值造成誤差。[3]

3.2 油罐容積標定誤差

依據(jù)有關(guān)檢定規(guī)程中規(guī)定，對油罐容量為100—700M3的檢定，其確定度不得大于0.2%，而對油罐容量為700M3以上的檢定，其不確定度不得大于0.1%。但是這一誤差沒有包括地板負重導(dǎo)致的低量誤差，油品計量的準確性同樣會受到影響。

3.3 計量操作誤差

在對整個油品計量的過程中，某一處操作失誤及計算失誤，都會造成計量結(jié)果存在誤差，其主要原因是對液位高度的計量不夠準確，那么相應(yīng)的得到的油品數(shù)量就會產(chǎn)生人為誤差。而在對油品高度的計量中，油罐內(nèi)徑越大，那么油品數(shù)量出現(xiàn)的誤差也就會越大。油品密度是計量油品的重要參數(shù)，嚴格來講，密度需要在室內(nèi)油品靜止狀態(tài)下進行測定。但在實際測定過程中，等待穩(wěn)油的時間會受到多方面客觀因素的影響，同樣也會較容易出現(xiàn)密度計量的誤差。在計算油罐標準體積時，需要對油品的實際溫度進行測量，實際溫度測量的精確度，直接影響著油品的數(shù)量的準確性。

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

儲罐自動計量系統(tǒng)需要依據(jù)多種技術(shù)，并將它們進行有機結(jié)合形成一套較先進的測壓技術(shù)，來直接對液體質(zhì)量進行動態(tài)監(jiān)測，顯示液位高度，同時也為油庫實現(xiàn)了儲罐內(nèi)液體的自動計量和綜合管理。

4.1 儲罐液體質(zhì)量的自動計量

采用高精度差壓傳感器和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)處理器，并依據(jù)可靠的計算技術(shù)，來實現(xiàn)對儲罐液體的實時檢測、自動計量，從根本上建設(shè)了計量人員的勞動強度。

4.2 儲罐液位安全動態(tài)監(jiān)測

通過系統(tǒng)來對被測儲罐群進行液位的檢定，各個儲罐內(nèi)液位高度能實時的在監(jiān)視儀器上予以顯示，一旦出現(xiàn)液位高度達到了安全高度值臨界點，系統(tǒng)將會自動發(fā)出報警信號，并進行相應(yīng)的安全防護，最大限度的避免了混油、漏油現(xiàn)象的發(fā)生。[4]

4.3 儲罐區(qū)庫存管理

相關(guān)工作人員能隨時有效的掌握儲罐內(nèi)油品的庫存量及品種，并提供出儲罐設(shè)備數(shù)據(jù)，促使油庫管理人員能掌握油庫中所有的數(shù)據(jù)，對庫區(qū)各類信息都能有很好的了解。

4.4 可擴充性好

在不改變原有計量系統(tǒng)的軟硬件基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)預(yù)留了若干接口通道，為系統(tǒng)進行有效的擴充提供了快捷、安全的保障。

5 結(jié)語

本文通過對儲罐計量的發(fā)展現(xiàn)狀及誤差進行了相應(yīng)的論述發(fā)現(xiàn)，人工計量方法，不僅效率低且精度不準確，也不能滿足對于儲罐計量的需求，儲罐計量自動化才是其發(fā)展的重要方向，本文對儲罐自動計量系統(tǒng)的核心計量方法進行了探討，希望能為儲罐自動計量系統(tǒng)的實際應(yīng)用提供具理論支持。