王析倫 劉元成 王恒
(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司云南銷(xiāo)售分公司倉(cāng)儲(chǔ)分公司;2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司西南管道公司昆明分公司;3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司云南銷(xiāo)售分公司質(zhì)量安全環(huán)保處)
立式金屬罐自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng))是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化儀表直接或間接測(cè)量罐內(nèi)油品的質(zhì)量、體積、溫度、密度等相關(guān)參數(shù),以非人工的方式完成庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)或貿(mào)易交接的系統(tǒng)。自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)可歸為三類:即自動(dòng)液位計(jì)量系統(tǒng)、靜壓計(jì)量系統(tǒng)和混合式計(jì)量系統(tǒng)。
自動(dòng)液位計(jì)量系統(tǒng)相當(dāng)于國(guó)際上的ATG系統(tǒng),實(shí)際相當(dāng)于將液位計(jì)應(yīng)用于立式金屬罐內(nèi),以取代人工測(cè)量液位,再通過(guò)罐容表計(jì)算出罐內(nèi)油品體積。所以該系統(tǒng)僅能測(cè)出液位和計(jì)算體積,如果需要測(cè)量罐內(nèi)油品質(zhì)量,則需人工取樣,測(cè)量溫度、密度等相關(guān)參數(shù),計(jì)算出質(zhì)量值。
該系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)顯而易見(jiàn),其準(zhǔn)確度主要取決于液位儀的準(zhǔn)確度,若液位儀的準(zhǔn)確度達(dá)不到人工計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn),即±1mm的測(cè)量準(zhǔn)確度,則不能稱之為計(jì)量系統(tǒng),僅能用于日常管理使用。目前,這種系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用,主要應(yīng)用于體積交接的國(guó)家,國(guó)內(nèi)使用的液位儀僅理論上可以達(dá)到±1mm的誤差,而在實(shí)際使用過(guò)程中受諸多因素影響,很難達(dá)到這個(gè)理論值。
該系統(tǒng)相當(dāng)于國(guó)外的HTG系統(tǒng),是由美國(guó)首先提出的一種以壓力傳感器為主要測(cè)量元件的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng),其基本原理是用壓力傳感器測(cè)量罐內(nèi)某一高度下的靜壓力,在已知罐容表的情況下直接計(jì)算出這個(gè)高度下罐內(nèi)油品質(zhì)量,由于壓力傳感器的準(zhǔn)確度很高,所以計(jì)算出的罐內(nèi)油品質(zhì)量的準(zhǔn)確度也較高,一般情況下高于0.1%。
通過(guò)上述原理可以看出,用該系統(tǒng)測(cè)量罐內(nèi)油品質(zhì)量可以不用測(cè)量溫度、密度等參數(shù),減少測(cè)量流程,提高準(zhǔn)確度。目前在用的靜壓計(jì)量系統(tǒng)主要有兩種形式,即單傳感器系統(tǒng)和多傳感器系統(tǒng)。單傳感器系統(tǒng)僅有一個(gè)傳感器,安裝位置在油罐底部第一圈鋼板上,可直接測(cè)量罐內(nèi)油品的靜壓力值。多傳感器系統(tǒng)無(wú)須其他計(jì)量操作,便可以實(shí)現(xiàn)所需數(shù)據(jù)的測(cè)量。
將上述兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行融合,混合成具備以上兩個(gè)系統(tǒng)全部功能的新系統(tǒng),則被稱為混合式油罐測(cè)量系統(tǒng)。
在國(guó)內(nèi)很早便有人提出在成品油交易中應(yīng)用體積交接,與國(guó)際貿(mào)易慣例接軌,但是由于國(guó)內(nèi)已成型的并且較為成熟的計(jì)量法律法規(guī)體系等諸多因素限制,很難短期內(nèi)完成改變。但國(guó)內(nèi)的加油站和部分油庫(kù)已經(jīng)開(kāi)始以體積作為計(jì)量單位,筆者工作過(guò)的油庫(kù)中已有三座油庫(kù)開(kāi)始以V20(20℃下的標(biāo)準(zhǔn)體積)方式交接。通過(guò)體積交接的方式在一定程度上可以避免數(shù)量糾紛。
在該系統(tǒng)中通過(guò)靜壓力測(cè)量出的密度較為準(zhǔn)確,但是該密度代表的僅僅是距離罐底約2m位置的密度值,缺乏代表性,與整個(gè)油罐內(nèi)油品的平均密度差異較大,一般誤差可達(dá)0.4%以上。
1991年天津石化公司提出實(shí)施了混合式計(jì)量系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)25年的發(fā)展,該公司已經(jīng)印證了三套系統(tǒng)中混合式系統(tǒng)是最符合當(dāng)今國(guó)情、功能也最為完善的系統(tǒng)。在法制計(jì)量管理范疇內(nèi),國(guó)家相關(guān)部門(mén)也制定了法定的檢定方法(JJF1440-2013),從這個(gè)層面可以看出,混合式計(jì)量系統(tǒng)在當(dāng)前計(jì)量工作中的重要地位和發(fā)展前景。
從安全、效率、準(zhǔn)確度等方面都可一看出,自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)是一個(gè)大的發(fā)展趨勢(shì),代表著靜態(tài)計(jì)量的未來(lái),各個(gè)系統(tǒng)的不斷更替、改進(jìn)都是這項(xiàng)技術(shù)前進(jìn)的階梯。雖然人工計(jì)量操作存在諸多誤差,但是在自動(dòng)計(jì)量技術(shù)這個(gè)過(guò)渡期內(nèi)人工計(jì)量的重要性是顯而易見(jiàn)的,通過(guò)人工計(jì)量對(duì)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn),而自動(dòng)計(jì)量則可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少安全風(fēng)險(xiǎn),兩者相輔相成,缺一不可。