徐靜楠

（中國(guó)石油 撫順石化公司乙烯化工廠， 遼寧 撫順 113008）

使用EXCEL表實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐容量計(jì)算

徐靜楠

（中國(guó)石油 撫順石化公司乙烯化工廠， 遼寧 撫順 113008）

儲(chǔ)罐容量計(jì)算是石油化工行業(yè)中盤點(diǎn)結(jié)算時(shí)使用最普遍、最穩(wěn)定的測(cè)量方式。它常用于儲(chǔ)罐內(nèi)石油產(chǎn)品的總?cè)萘看媪繙y(cè)量，也可以用于輸轉(zhuǎn)測(cè)量。隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，很多石油化工企業(yè)對(duì)儲(chǔ)罐容量計(jì)算也越來(lái)越重視。儲(chǔ)罐容量自動(dòng)計(jì)算可極大地提高測(cè)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)。介紹了儲(chǔ)罐容量自動(dòng)計(jì)算的方法。

體積；溫度；密度

儲(chǔ)罐容量計(jì)算，是指石油化工原料、中間品及產(chǎn)品在儲(chǔ)罐貯存時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)下的一種測(cè)量方式。在體積計(jì)算的儲(chǔ)罐盤點(diǎn)系統(tǒng)中，儲(chǔ)罐存量測(cè)量是由液位和溫度共同測(cè)量及修正計(jì)算實(shí)現(xiàn)。在質(zhì)量計(jì)算的儲(chǔ)罐盤點(diǎn)系統(tǒng)中，罐存量測(cè)量是采用體積、溫度及密度的綜合計(jì)算實(shí)現(xiàn)。在儲(chǔ)罐存量控制或輸轉(zhuǎn)過(guò)程中，計(jì)算系統(tǒng)的可靠性和便利性顯得十分重要。本文將討論如何用EXCEL實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐容量的自動(dòng)計(jì)算。

1 變量因素

儲(chǔ)罐測(cè)量涉及到以下變量，它們共同決定了儲(chǔ)罐容量的最終結(jié)果。具體包括：

1.1 試驗(yàn)溫度（t′）

在讀取密度計(jì)讀數(shù)時(shí)所測(cè)量物料試樣的溫度，℃。

1.2 視密度（ρ′t）

在試驗(yàn)溫度下，使用玻璃度計(jì)在物料試樣中的讀數(shù)值，kg/m3或g/cm3。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)密度（ρ20）

在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度，kg/m3或g/cm3。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃）

在選擇隨溫度變化而變化的物理量時(shí)確定的參照溫度。我國(guó)規(guī)定20℃為標(biāo)準(zhǔn)溫度[1]。

1.5 測(cè)量溫度

在儲(chǔ)罐或管線內(nèi)的物料在測(cè)量時(shí)的溫度[2]用t表示，單位℃。

1.6 標(biāo)準(zhǔn)體積（V20）

在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃下的體積，用V20表示，用t表示，單位℃。

1.7 體積修正系數(shù)（VCF）

石油在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度下的體積與其在非標(biāo)準(zhǔn)溫度下的體積之比，用VCF表示。

1.8 物料含水率（%）

物料中所含有水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

1.9 物料在空氣中的質(zhì)量（空氣中的重量、商業(yè)質(zhì)量）

物料容量的實(shí)用單位，等于物料在空氣中稱量與其平衡的砝碼的質(zhì)量，單位kg，t。

1.1 0 空氣浮力修正系數(shù)

物料在真空中的質(zhì)量換算成空氣中的質(zhì)量（空氣中的重量，商業(yè)質(zhì)量）的換算系數(shù)。

1.1 1 空氣浮力修正值

物料在真空中的質(zhì)量換算到空氣中的質(zhì)量計(jì)算時(shí)，對(duì)物料密度ρ20修正值為1.1 kg/m3[3]。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 數(shù)學(xué)模型

已知物料的物料計(jì)算公式為

式中：m—物料在空氣中的質(zhì)量，t；

V20—物料在20℃下的體積，m3；

ρ20—物料標(biāo)準(zhǔn)密度，kg/m3；

1.1 — 空氣浮力修正值，kg/m3。

對(duì)于物料和其他含水物料，純物料計(jì)算為

式中：mc—純油質(zhì)量，t；

w—物料或其他含水物料的含水率，%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

2.2 V20求法

2.2.1 對(duì)于非保溫罐

注：量油尺應(yīng)進(jìn)行溫度修正h1=h0［1+α尺（ty-20）］[4]

式中：VB—容量表示值，L；

ΔVp—物料靜壓力容積修正值，L；

α—罐壁材質(zhì)線脹系數(shù)，對(duì)于低碳鋼取α=0.000 012,1/℃[3]；

t—罐壁溫度，t=［（7×ty）+tg］/8[3]。

2.2.2 對(duì)于保溫罐

式中：t—罐壁溫度，用罐內(nèi)液體溫度ty代替，℃。

2.3 ρ20求法

使用查表法、經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算出物料的20℃標(biāo)準(zhǔn)密度。這里需要引起注意的是，當(dāng)物料的20℃標(biāo)準(zhǔn)密度等于678.5 kg/m3時(shí)，空氣浮力修正系數(shù)正好等于1.1 kg/m3；當(dāng)物料的20℃標(biāo)準(zhǔn)密度大于678.5 kg/m3時(shí)，修正結(jié)果比實(shí)際值偏小。除液態(tài)烴外，一般物料20℃標(biāo)準(zhǔn)密度都大于678.5 kg/m3。這里需要大家掌握，如果是涉及到大宗物料的貿(mào)易交接計(jì)算，需要使用空氣浮力修正系數(shù)進(jìn)行修正。在本文中，暫時(shí)使用1.1 g/m3作為修正值。

3 儲(chǔ)罐容積表轉(zhuǎn)換

3.1 基本定義

在儲(chǔ)罐建設(shè)并投用后，由專業(yè)授權(quán)部門通過(guò)實(shí)測(cè)液高與體積的關(guān)系表，油高以厘米為單位，體積以立方分米為單位。

3.2 罐容表使用解析

通常情況下，儲(chǔ)罐的罐容表由分米容量表、厘米毫米容量表、靜壓力修正容量表、底量參考容量表組成。在日常儲(chǔ)罐物料盤點(diǎn)過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量出的液位高修正后，用來(lái)對(duì)照該儲(chǔ)罐的罐容表計(jì)算出實(shí)際罐容量，最后轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)容積參與到物料的最終計(jì)算中去。

3.3 罐容表自動(dòng)轉(zhuǎn)換

Microsoft Excel是美國(guó)微軟公司開發(fā)的辦公軟件office組件，是我們?cè)谵k公時(shí)經(jīng)常使用到的操作系統(tǒng)軟件。Excel能夠進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的處理、統(tǒng)計(jì)、分析運(yùn)行。為避免在日常工作當(dāng)中，人工查表加手動(dòng)計(jì)算容易出錯(cuò)、效率較低的弊端，我們選用excel辦公軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)罐容量的自動(dòng)測(cè)量。

3.3.1 選用功能函數(shù)

本文我們選擇使用excel中的VLOOKUP[6]函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)油高在罐容表中查詢分量容量表的體積量。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:

假設(shè)實(shí)際總?cè)莘e為V總，V總=V1+V2+V3+V4，其中：V1為分米容量表，V2為厘米容量表，V3為毫米容量表，V4為靜壓力修正容量表。

（1）建立V1值域，使函數(shù)為

（2）建立V2值域，使函數(shù)為

（3）建立V3值域，使函數(shù)為

（4）建立V4值域，使函數(shù)為

其中：OY為油高靜壓力修正值、$P$N:$Q$M為油高靜壓力修正值所在罐容表的油高應(yīng)對(duì)容積值域，2為在第1列中選擇所對(duì)應(yīng)第2列中的值為實(shí)際容積值并顯示，0為失敗值。

（5）使用 AND[6]、IF[6]和 MID[6]函數(shù)，使在 excel中實(shí)現(xiàn)輸入油高值后，系統(tǒng)自動(dòng)分解出分米值、厘米值、毫米值所對(duì)應(yīng)的容積值域并實(shí)現(xiàn)求和計(jì)算。

3.3.2 建立數(shù)據(jù)庫(kù)

將使用的罐容表中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入excel，罐容表中容量表一般分為分米容量表、厘米毫米容量表、靜壓力容量修正表、底量參考容量表4個(gè)分表進(jìn)行查詢，我們?cè)趯?dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)，為了便于計(jì)算，將厘米毫米容量表拆分為厘米容量表和毫米容量表，總計(jì)為5個(gè)分表，對(duì)應(yīng)5個(gè)值域。

4 自動(dòng)測(cè)量應(yīng)用

4.1 整合公式

打開excel文檔，重新創(chuàng)建一個(gè)工作表，命名為儲(chǔ)罐測(cè)量表。根據(jù)前文中我們引用和推導(dǎo)出的物料油高、水高、體積、密度、質(zhì)量計(jì)算公式，嵌入到表格中。

4.2 創(chuàng)建自動(dòng)計(jì)算表格

按照取值順序，依次創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊并鏈接公式：油罐編號(hào)1、浮盤重量、物料類型、保溫情況、含水率、油尺高（m）、水尺高（m）、物料視密度、物料20℃標(biāo)準(zhǔn)密度、VCF20、大氣溫度、測(cè)量溫度（罐內(nèi)）、測(cè)量溫度（罐壁）、試驗(yàn)溫度、油尺高（mm）、水尺高（mm）、油高修正高度（mm）、水高修正高度（mm）、油表載總體積、水表載總體積、油靜壓力修正體積、水靜壓力修正體積、油總體積、水總體積、凈油質(zhì)量。如圖1所示。

4.3 使用

實(shí)際操作時(shí)，只需要把測(cè)量后的含水率、油水高、視密度及溫度輸入表格中即可自動(dòng)求出儲(chǔ)罐中物料的凈物料。

圖1 油罐測(cè)量表Fig.1Oiltankmeter

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著石油化工行業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高，在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，可以通過(guò)增設(shè)物料在線分析器實(shí)現(xiàn)物料溫度、密度的自動(dòng)測(cè)量；增設(shè)液位計(jì)實(shí)現(xiàn)物料油水高的自動(dòng)測(cè)量，再結(jié)合本文研究編制的方法可以真正的實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐容量自動(dòng)計(jì)算，為物料盤點(diǎn)、貿(mào)易交接提供便利、準(zhǔn)確、可靠的保障。

［1］GB/T1885-1998專用.石油測(cè)量表 產(chǎn)品部分[S].

［2］GB/T 19779-2005石油和液體石油產(chǎn)品物料計(jì)算 動(dòng)態(tài)測(cè)量[S].

［3］GB/T 19779-2005石油和液體石油產(chǎn)品物料計(jì)算 靜態(tài)測(cè)量[S].

［4］潘丕武.石油測(cè)量技術(shù)[M].北京:中國(guó)測(cè)量出版社,2009.

［5］肖素琴.物料測(cè)量員讀本[M].北京:中國(guó)石化出版社,2013.

［6］Excel Home.Excel2013函數(shù)與公式應(yīng)用大全[M].北京:北京大學(xué)出版社,2016.

Discussionon Calculation of Storage Tank Capacity With Excel Table

XV Jing-nan
(Petro China Fushun Petrochemical Company Ethylene ChemicalPlant,Liaoning Fushun113008,China)

Tank capacity calculation is the most common and stable measurement method during inventory settlement in the petrochemical industry.It is commonly used in storage tank inventory measurement,here referring to the total capacity of oil products in the tank,and can also be used for transmission measurement.With the development of petrochemical industry,many petrochemical enterprises pay more and more attention to the calculation of tank capacity.The automatic calculation of tank capacity can greatly improve the measurement accuracy,reduce human errors and labor intensity,and provide accurate data for production and management.In this paper,how to realize the automatic calculation of tank capacity was introduced.

Volume；Temperature；Density

TQ 052

A

1671-0460（2017）11-2324-03

2017-08-11

徐靜楠（1983-），女，遼寧撫順人，助理工程師，2006年畢業(yè)于沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)高分子材料加工專業(yè)，研究方向：高分子材料，從事生產(chǎn)運(yùn)行操作。E-mail：14923292@qq.com。