中——哈原油管道阿拉山口大罐計(jì)量可靠性分析

陳群堯 常健輝 田蒙 郭沂 傅振東

（1.中哈管道有限責(zé)任公司中國(guó)分公司；2.中哈管道有限責(zé)任公司）

1 問(wèn)題的提出

中-哈（中國(guó)—哈薩克斯坦）原油管道阿拉山口計(jì)量站流量計(jì)如果出現(xiàn)突發(fā)性故障，按照應(yīng)急預(yù)案啟用阿拉山口至獨(dú)山子原油管道首站的 1201#、1202#大罐作為臨時(shí)備用計(jì)量方案。由于2011年阿拉山口至獨(dú)山子原油管道首站只對(duì)1201#大罐按照J(rèn)JG 168—2005《立式金屬罐容量檢定規(guī)程的規(guī)定》進(jìn)行了計(jì)量檢定，但是，1202#大罐超過(guò)了檢定周期還未檢定。另外，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 13894—1992《石油和液體石油產(chǎn)品液位測(cè)量法（手工法）》規(guī)定，遇5級(jí)以上大風(fēng)，則不允許計(jì)量人員上罐進(jìn)行人工檢尺工作。因此，給中-哈原油管道輸油任務(wù)的完成及阿拉山口計(jì)量站計(jì)量工作帶來(lái)了很大困難。為此，臨時(shí)啟用1202#大罐計(jì)量，必要時(shí)采用雷達(dá)液位儀進(jìn)行臨時(shí)檢尺數(shù)據(jù)采集，這些數(shù)據(jù)是中國(guó)、哈薩克斯坦兩國(guó)雙方貿(mào)易交接的依據(jù)，其可靠性是中國(guó)、哈薩克斯坦兩國(guó)十分關(guān)注的問(wèn)題。

2 大罐人工檢尺與雷達(dá)液位儀計(jì)量

2.1 數(shù)據(jù)的獲取

在5級(jí)風(fēng)力以下，取5組1201#、1202#兩罐的人工檢尺數(shù)據(jù)和雷達(dá)液位數(shù)據(jù)，見(jiàn)表1。

2.2 數(shù)據(jù)校正

根據(jù)ISO 9403-2000《原油運(yùn)輸責(zé)任貨物檢驗(yàn)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，對(duì)表1的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)溫度和壓力修正，詳見(jiàn)表2和表3。

表1 1201#、1202#大罐檢尺及雷達(dá)液位測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 1201#大罐檢尺及雷達(dá)液位儀測(cè)試溫度壓力修正數(shù)據(jù)

表3 1202#大罐檢尺及雷達(dá)液位儀測(cè)試溫度壓力修正數(shù)據(jù)

2.3 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差［1］

依據(jù)公式：

式（1）中：S——標(biāo)準(zhǔn)偏差；n——每個(gè)罐樣本數(shù)目，個(gè)，1201#、1202#罐均為n=5；xi——各樣本后尺減前尺的值，t；——所有樣本后尺減前尺后的平均值，t。當(dāng)計(jì)算人工檢尺的標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，xi用ai代入，用a均代入，xi-用ai-a均代入；當(dāng)計(jì)算雷達(dá)液位儀檢尺的標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，xi用bi代入，用b均代入，xi-用bi-b均代入。

1201#罐：人工檢尺S人1201=4603.07；雷達(dá)液位儀檢尺S雷1201=4594.80。

1202#罐：人工檢尺S人1202=1762.62；雷達(dá)液位儀檢尺S雷1202=1755.16。

2.4. 計(jì)算變異系數(shù)［1］

依據(jù)公式：

式（2）中：CV——變異系數(shù)，%；計(jì)算人工檢尺變異系數(shù)時(shí)，用a均代入；計(jì)算雷達(dá)液位儀檢尺變異系數(shù)時(shí)，用b均代入。

1201#罐：人工檢尺CV人1201=21.15%；雷達(dá)液位儀檢尺CV雷1201=21.14%。

1202#罐：人工檢尺CV人1202=7.26%；雷達(dá)液位儀檢尺CV雷1202=7.25%。

1201#和1202#大罐人工檢尺和雷達(dá)液位儀檢尺測(cè)定值的變異系數(shù)都很穩(wěn)定。

3 F檢驗(yàn)

如果F＜F表，表明兩組數(shù)據(jù)的精密度不存在顯著性差異；

如果F≥F表，表明兩組數(shù)據(jù)的精密度存在顯著性差異。

f為自由度，f=n-1=5-1 =4，查表 4，F(xiàn)表=6.39。

計(jì)算得：

大罐1201#和1202#采用雷達(dá)液位儀檢尺和人工檢尺在精密度上沒(méi)有顯著性差異，結(jié)果可信。

表4 可信度為95%的F檢驗(yàn)比對(duì)

4 T檢驗(yàn)

T檢驗(yàn)［3］，是用于小樣本（樣本容量＜30）的兩個(gè)平均值差異程度的檢驗(yàn)方法。它是用T分布理論來(lái)推斷差異發(fā)生的概率，從而判定兩個(gè)平均數(shù)的差異是否顯著。其統(tǒng)計(jì)量T值的計(jì)算公式為：

式（3）中：、——分別為所有樣本人工檢尺和雷達(dá)液位儀檢尺后尺減前尺后的平均值（用a均代入，x2用b均代入），t；x1、x2——分別為每個(gè)樣本人工檢尺和雷達(dá)液位儀檢尺后尺減前尺的數(shù)值（x1用ai代入，x2用bi代入），t；n1、n2——分別為各罐人工檢尺和雷達(dá)液位儀檢尺的樣本數(shù)，個(gè)。

根據(jù)自由度f(wàn)=n-1=5-1 =4，及計(jì)算得到的T值，并根據(jù)表5選擇不同的概率值，在一定的概率范圍內(nèi)從表6查T值，找出規(guī)定的T理論值并進(jìn)行比較。

根據(jù)兩組樣本平均數(shù)之間的差異程度，根據(jù)式（3）T值計(jì)算得到：

根據(jù)表6，f=n-1=5-1 =4，P＞0.05，查表6，得：

以上計(jì)算說(shuō)明，大罐1201#和大罐1202#用雷達(dá)液位儀檢尺誤差不顯著，則采用雷達(dá)液位儀檢尺的數(shù)據(jù)是可信的。

表5 T值與差異顯著性關(guān)系*

表6 T界值*

5 比對(duì)分析

5.1 大罐1202#與大罐1201#精度的比對(duì)分析

查表 4，F(xiàn)表=6.39，由于F＜F表，故，1201#大罐與1202#罐在計(jì)量精度方面不存在顯著性差異。

5.2 大罐1202#與大罐1201#誤差的比對(duì)分析

根據(jù)公式：

式（4）中：、——分別為1201#、1202#罐所有樣本絕對(duì)誤差的平均值，t；y1、y2——分別為1201#、1202#罐各樣本的絕對(duì)誤差，t。

將表7中的相關(guān)數(shù)據(jù)代入式（4）得到：T比=1.42

表 7 1201#罐與 1202#罐數(shù)據(jù)

對(duì)照表6，f=n-1=5-1 =4，P＞0.05，查表6，得：T表=2.776

以上計(jì)算說(shuō)明，大罐1201#和大罐1202#之間數(shù)據(jù)誤差不顯著。換言之，采用雖然1202#大罐過(guò)了檢定期，但期數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性是可信的。

6 結(jié)語(yǔ)

一是，大罐檢尺與雷達(dá)液位儀測(cè)試結(jié)果沒(méi)有顯著差異，在緊急情況下，可以用雷達(dá)液位儀進(jìn)行大罐液的檢尺工作。

二是，計(jì)量檢定超期的1202#大罐的計(jì)量結(jié)果與經(jīng)過(guò)計(jì)量檢定的1201#大罐的計(jì)量結(jié)果也沒(méi)有顯著性差異，計(jì)算結(jié)果表明，1202#大罐的數(shù)據(jù)變動(dòng)性優(yōu)于1201#大罐。

[1] 費(fèi)業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理[M].版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

[2] 盛驟,謝式千,潘承毅.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].版.北京:高等教育出版社,2010.

[3] 吳梅村.數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)基本原理和方法[M].版.成都:西南財(cái)經(jīng)大學(xué)出版社,2006.

[4] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG 168—2005立式金屬罐容量檢定規(guī)程[S].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2006.

[5] 中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 13894—1992石油和液體石油產(chǎn)品液位測(cè)量法(手工法)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1993.

[6] 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織.ISO 9403-2000原油運(yùn)輸責(zé)任貨物檢驗(yàn)導(dǎo)則[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2000.