中航油油库计量管理提升的研究

2022-01-16李剑平中国航空油料有限责任公司西安分公司陕西西安710082

化工管理 2021年36期

李剑平(中国航空油料有限责任公司西安分公司，陕西西安 710082)

1 油库自动计量管理提升的概述

1.1 油库自动计量系统的基本情况

目前在油库，储罐自动计量系统安装了现场控制层的油罐自动计量软件和现场仪表层的各种仪表。

油库的储罐多为老旧油罐，其自动计量系统的计量精度并不尽如人意。经分析原因如下：(1)自动计量系统的测量仪表基准点与手动投尺基准点不统一；(2)压力变送器和温度传感器无法现场检定，发生零点漂移后影响系统精度；(3)罐进油后本体变形大，如不进行补偿，计算误差大；(4)罐容较大，均在20 000 m3之上，造成相对误差的绝对值大；(5)自动计量系统的计算方法采用传统的HTMS混合法进行计算，没有根据油库的实际情况进行定制修改；(6)油库尚缺乏自动计量系统的维护使用制度，尚无信息化的手段来保障计量精度的提升。均上所述，油库储罐自动计量系统在现场仪表层、现场控制层以及综合管理层面上均存在改造提升的必要性。

1.2 自动计量系统计量管理提升的目标

计量管理提升最终目标是根据油库的实际情况，定制修改储罐自动计量系统，逐步取消人工检尺在计量工作中的主导作用，将储罐自动计量系统真正应用于的生产计量交接之中，以降低计量员在工作中的劳动强度。

1.3 针对3051S压力变送器的优化处理

1.3.1 量程校准

3051S-A1014是ROSEMOUNT公司生产的计量级压力变送器，精度高达0.02%。按照JJG882—2004压力变送器检定规程的要求检定。因3 051S-A1 014的精度为0.02%，按照精度三倍传递的原则，检定的活塞浮球压力计的精度需为十万分之五。现场罐区安装的压力变送器使用年限将近10年，需要进行规程要求的检定。我们准备将罐区的压力变送器分批拆下，送计量系统厂家进行检定。为了不影响生产，我们拟采购3 015S-A1 014备件2台，分批换下现场安装的压力变送器进行送检定。

1.3.2 零点校准

检定后的压力变送器重新安装上以后，均需使用ROSEMOUNT475手操器进行零点校准。

1.3.3 阻尼系数调整

检定后的压力变送器重新安装上以后，均需使用ROSEMOUNT475手操器进行阻尼系数调整，以平滑压力跳动值，保证质量计算的稳定度。

1.3.4 安装基准点的处理

就GB/T 25964—2010《石油和液体石油产品采用混合式油罐测量系统测量立式圆筒油罐内油品体积、密度和质量的方法》8.2.2的相关标准来看，把改装油罐的混合法参考点放在靠近压力变送器P1的引压件位置，在油罐外侧做好标记。

如图1所示，HTMS基准(罐外标记)、手工投尺基准和液位计基准，在本次改造中要做到三基准统一，消除因基准不统一造成的误差。

图1 混合法的计量基准示意图

2 液位计的精度调试

2.1 液位计的精度周期校准

影响液位计的精度周期主要有两种原因：第一种原因是有关产生了弹性形变；第二种原因就是有关产生了塑性形变。一旦出现这两种情况，都需要及时的对液位计进行校准，才能够保证所测数据的精确度。除此之外，液位计使用时间过长或者是使用过程中存在位移问题，也需要重新对液位计进行校准。ENRAF液位计可以使用通讯命令进行精度调试。这次改造，我们要通过油罐之星计量软件与混合处理器之间的直通调试，实现对液位计精度周期校准。

2.2 液位计基准平台处理

根据图1 混合法的计量基准示意图所示，液位计量标准和手工投尺准要保持一致的，在油罐改装的过程中，要将这两个标准联系到一起，而且两个平台的钢板高度最好保持相同。

2.3 液位计系统误差的补偿

在测量的过程中，如果可以发现弹性形的规律，利用混合处理器可以对测量值进行分段补偿。

2.4 混合处理器的计量管理提升

混合处理器是用于石化行业现场仪表实时采集，并具有强大处理功能的智能化处理器。是我们储罐自动计量系统中核心计算设备，本次计量管理提升的所有计算升级均需要在混合处理器中进行。以下的方案需要重点研究。

2.5 计量计算方法的调整

混合处理器所有的计量计算均按照相关国家标准进行，如下标准：

(1)GB/T 21451 《石油和液体石油产品储罐中液位和温度自动测量法》。(2)GB/T 18273—2000《石油及液体石油产品—立式罐内油量的直接静态测量法(HTG质量测量法)》。(3)GB/T 25964—2010《石油和液体石油产品采用混合式油罐测量系统测量立式圆筒油罐内油品体积、密度和质量的方法》目前混合处理器可以完成油罐的静压法和混合法计算，本次计量管理提升中，我们拟在混合处理器中增加多种计算方法，并进行精度实验，以满足油库的计量需求。根据GB/T 25964—2010《石油和液体石油产品采用混合式油罐测量系统测量立式圆筒油罐内油品体积、密度和质量的方法》，混合处理器采用HTMS混合法进行计算时，密度计量的不确定度取决于罐上液位计和压力变送器的精度，而且受限于罐内液位的高度，液位必须大于密度起算高度后，密度计量的不确定度才能达到相应的要求。如上图1所示，在所以仪表的精度都达到目前国际先进水平的情况下，罐表的不确定度也达到最高的0.1%，现场测量的不确定度达到要求的极值，而且液位保持在2.52 m以上，密度测量的不确定度才能保证0.1%。密度测量不确定度为0.1%难以满足用户的计量要求。为了提高密度和质量计量的要求，我们打算在计量管理提升中增加自动取样密度测量设备(据设备开发者称，该设备的密度测量不确定度可以到达0.05%)。如果混合处理器可以从该设备中获取罐内油品每1 m的标准密度，而且密度测量不确定度能够达到厂家宣称的0.05%，那么我们在混合处理器中使用该分层密度，可以极大地提高质量计量的精度。混合处理器增加设置每米标准密度寄存器、三点取样或是每米取样选择寄存器、以及手工取样和自动取样选择寄存器。通过与油罐之星的通讯，来获取密度取样和计算方法，以配合后续优化升级中的计量计算。

2.5.1 手工取样密度的获取

如果没有安装自动取样密度测量设备，则通过手工取样。一般情况下按照《石油液体手工取样法》标准来取样，分别取1/6，1/2和5/6三个油样。当罐内油品分层严重时，需每米取样。计量员将取样密度通过油库计量集成管理软件录入数据库，经相关科室审批后，由油罐自动计量软件自动获取下传至混合处理器进行计量计算。

2.5.2 自动取样密度的获取

自动取样密度测量设备每米采样并获取样品标密，混合处理器通过与该自动化设备的通讯，获取油品每米的样品标密。

2.5.3 增加与手工计量基本相同的液位法计算体积、质量的方法

该计算方法采用手工取样或自动取样获取的标准密度，计量计算过程完全按照GB/T 19779—2005《石油和液体石油产品油量计算静态计量》和GB/T 1885—1998《石油计量表》进行。

2.5.4 增加密度混合法计算的方法

这一方式主要是利用样品的分层密度和液位计计量法、静压法计算质量来得出最后的体积数据，样品可以利用手工取样或者是自动取样的方式获得。计量计算基本过程按照GB/T 19779— 2005《石油和液体石油产品油量计算静态计量》、GB/T 18273—2000《石油及液体石油产品—立式罐内油量的直接静态测量法(HTG质量测量法)》和GB/T 1885—1998《石油计量表》。油品体积计算根据液位计测量的液位查罐容积表获得；压力变送器死区以下的质量按照分层密度的底部密度值进行计算；压力变送器以上的质量计算与密度无关，根据静压法PS/g获得。

2.5.5 改进当前混合法的方法

如果液位在密度起算高度之上，采用深度滤波方法，滤除压力跳动和液位波动，平滑压力采集值和液位计提供的液位值，使测量的油品密度在不动罐时保持标密值平稳。平稳的标密值和液位值可以获取相对平稳的油品质量。如果液位在密度起算高度之下，则采用手工取样或自动取样的密度值进行计算。如果密度分层严重，则使用每米标密分层计算油品质量，从而获取更高精度的油品质量。