加油站地埋油罐智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究

蔡玉臣

加油站地埋油罐智能標(biāo)定系統(tǒng)的研究

蔡玉臣

(中國(guó)石化銷售有限公司 天津石油分公司，天津 300100)

在深入研究油罐標(biāo)定工作的原理及設(shè)備具體功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)GB/T 17605—1998《石油和液體石油產(chǎn)品臥式圓筒形金屬油罐容積標(biāo)定法》，研究利用加油卡系統(tǒng)中的付油數(shù)據(jù)和液位儀測(cè)量數(shù)據(jù)，建立容積表標(biāo)定數(shù)學(xué)模型和油罐容積表不確定度的評(píng)定方法，運(yùn)用“容量比較法”實(shí)現(xiàn)油罐容積表自動(dòng)標(biāo)定。

容積表 標(biāo)定 液位儀 數(shù)據(jù)庫(kù)

1 建設(shè)目標(biāo)與可行性分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)約有9萬(wàn)余座加油站。加油站使用的儲(chǔ)油罐大都為一次性埋放后長(zhǎng)期使用，在運(yùn)行過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生沉降、傾斜、變形等現(xiàn)象，從而使油罐容積表產(chǎn)生誤差。長(zhǎng)期以來(lái)，石油行業(yè)和政府計(jì)量監(jiān)管部門(mén)多采用手工方式或半自動(dòng)方式定期對(duì)加油站的油罐進(jìn)行容積標(biāo)定，但傳統(tǒng)方式存在精度差、損耗大量油氣以及需停業(yè)標(biāo)定等問(wèn)題。JJG 266—1996《臥式金屬罐容積檢定規(guī)程》第27條明確規(guī)定：“油罐檢定周期為最長(zhǎng)不超過(guò)4 a”。獲得高精度的油罐容積表是主動(dòng)配送、損耗管理的基礎(chǔ)，也是政府計(jì)量監(jiān)督部門(mén)的要求。

1.1 研究目標(biāo)

1) 在不影響加油站正常運(yùn)營(yíng)的前提下，利用加油卡系統(tǒng)中的付油數(shù)據(jù)和液位儀測(cè)量數(shù)據(jù)，建立一種符合中國(guó)石化加油站業(yè)務(wù)流程、管理規(guī)范、信息系統(tǒng)現(xiàn)狀的油罐容積表自動(dòng)標(biāo)定方法和系統(tǒng)。

2) 標(biāo)定結(jié)果應(yīng)滿足JJG 266—1996第5條規(guī)定：“總不確定度不大于4‰(置信概率95%)”。

3) 建立加油站液位儀自動(dòng)標(biāo)定油罐容積表平臺(tái)(簡(jiǎn)稱自動(dòng)標(biāo)定平臺(tái))，使標(biāo)定操作簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用。

1.2 可行性分析

1) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性?？刂婆_(tái)可通過(guò)加油卡系統(tǒng)、零售系統(tǒng)及液位儀系統(tǒng)，在加油、卸油、停業(yè)、管路回油等不同情況下獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2) 數(shù)據(jù)一致性。可采用與數(shù)據(jù)中心定時(shí)通信校對(duì)時(shí)間的方式，保證控制臺(tái)時(shí)間與加油卡系統(tǒng)、零售系統(tǒng)時(shí)間同步，確保數(shù)據(jù)的一致性。

3) 誤差最小化。受計(jì)量器具精度、外間環(huán)境干擾等因素的影響，采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不可避免地會(huì)帶有誤差。為保證結(jié)果的正確性，采用正確算法去除或減小這些誤差。

4) 采集盲區(qū)的處理。油罐在正常運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，其頂部和底部的數(shù)據(jù)是無(wú)法采集到的，可采用適當(dāng)方法估算出油罐頂部和底部的容積表。

2 需求分析

1) 提供油罐標(biāo)定計(jì)劃制訂功能。系統(tǒng)對(duì)計(jì)劃油罐進(jìn)行標(biāo)定。

2) 提供標(biāo)定跟蹤功能。由于標(biāo)定采集液位及油槍數(shù)據(jù)越多標(biāo)定準(zhǔn)確性就越高，一般以5～8周時(shí)間最佳，該過(guò)程中用戶可跟蹤各個(gè)油罐標(biāo)定程度，包含偏差率、完成率、數(shù)據(jù)不足示警。

3) 提供生成罐表審核、下發(fā)功能。罐表審核后可下發(fā)使用，下發(fā)時(shí)系統(tǒng)通過(guò)指令將新罐表直接更新到對(duì)應(yīng)的控制器上。提供罐表比對(duì)功能，對(duì)罐表變化進(jìn)行分析。

3 技術(shù)方案

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

油罐智能標(biāo)定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中液位儀及其控制器主要功能是： 上傳油罐內(nèi)成品油的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括溫度、液位等；加油卡系統(tǒng)可獲取加油槍付油數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)及服務(wù)器可根據(jù)實(shí)時(shí)的液位數(shù)據(jù)及付油數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在考慮各種誤差、滲漏因素的基礎(chǔ)上，獲得完整的容積表。

3.2 功能設(shè)計(jì)

油罐智能標(biāo)定系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1) 油罐在線自動(dòng)標(biāo)定需要累積一定的周期以便獲取足夠的有效數(shù)據(jù)。管理人員可以通過(guò)標(biāo)定計(jì)劃制訂功能，選定需要標(biāo)定的油罐，設(shè)置數(shù)據(jù)采集周期。標(biāo)定周期結(jié)束后，生成最終版的電子罐容積表。管理人員可提出新罐容積表使用申請(qǐng)，經(jīng)審核通過(guò)后，設(shè)定新罐容積表生效日期，在加油站硬件設(shè)備的配合下，完成新罐容積表的分發(fā)與應(yīng)用。

圖1 油罐智能標(biāo)定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意

圖2 油罐智能標(biāo)定系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意

2) 統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表是對(duì)正在進(jìn)行校罐和已完成校罐情況的歸納匯總，可以幫助管理人員從宏觀上發(fā)現(xiàn)一些潛在的問(wèn)題。突破傳統(tǒng)報(bào)表的限制，開(kāi)發(fā)了一組可以相互鏈接上下文的報(bào)表，可方便地從粗到細(xì)地查看各種數(shù)據(jù)的報(bào)表，并以Flash方式展示圖形，管理人員可以任意拖動(dòng)、查看詳細(xì)數(shù)據(jù)。

3) 對(duì)不確定度檢驗(yàn)值、標(biāo)定間隔時(shí)間、標(biāo)定容積表下發(fā)啟用時(shí)間、付油數(shù)據(jù)中斷間隔時(shí)間、容積表制單單位、付油數(shù)據(jù)交班中斷間隔時(shí)間、標(biāo)定所需時(shí)間等參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)不同站的油罐自動(dòng)標(biāo)定。

4) 對(duì)加油站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括油罐信息、油槍信息等，同時(shí)也能夠查看油罐狀態(tài)和制訂標(biāo)定計(jì)劃。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并形成容積表，無(wú)需增加標(biāo)定控制臺(tái)硬件，滿足JJG 266—1996的設(shè)定要求，具備優(yōu)良的易用性和可推廣性。

1) 經(jīng)濟(jì)效益方面。按照國(guó)家規(guī)定，油罐每隔4 a需要進(jìn)行1次校正。一個(gè)省以500座加油站計(jì)，每個(gè)站4個(gè)油罐，按目前市場(chǎng)上使用罐表機(jī)標(biāo)定單罐單次需要約0.2萬(wàn)元計(jì)，標(biāo)定一次約400萬(wàn)元。另外，罐表機(jī)標(biāo)定需要停業(yè)，也會(huì)給公司造成一定的損失。采用該系統(tǒng)進(jìn)行油罐在線標(biāo)定，節(jié)省費(fèi)用是相當(dāng)可觀的。

2) 社會(huì)效益方面。自動(dòng)標(biāo)定系統(tǒng)的使用，無(wú)需人員現(xiàn)場(chǎng)操作，可以降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了員工接觸油品對(duì)身體健康帶來(lái)的危害；不需要對(duì)油罐進(jìn)行操作，避免了環(huán)境污染因素，無(wú)需考慮油氣泄漏問(wèn)題；無(wú)需購(gòu)置新電氣設(shè)備，無(wú)需考慮用電安防等問(wèn)題；自動(dòng)標(biāo)定在日常營(yíng)業(yè)中同時(shí)進(jìn)行，無(wú)需加油站停業(yè)，加油站能不間斷地為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

[1] 付昶林.傾斜油罐容量的計(jì)算[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào)，1981(02)： 43-52.

[2] 孫發(fā)金.臥式油罐容積檢定計(jì)算疑難點(diǎn)的探討[J].石油商技，2000 (05)： 20-24.

[3] 李致榮.橢圓柱型臥式油罐容積的計(jì)算[J].數(shù)學(xué)實(shí)踐與應(yīng)用，1977(02)： 17-26.

[4] 王乃和.臥式筒形罐容積表的編制[J].石油工程建設(shè)，1994(02)： 53-55.

[5] 孫宏達(dá)，關(guān)進(jìn)波.用逼近法計(jì)算橫截面為橢圓形儲(chǔ)油罐的儲(chǔ)油體積[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2001(03)： 28-30.

[6] 楊帆，張彩麗，任喜偉.一種分布式原油儲(chǔ)罐油水界面檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石油工程建設(shè)，1994(02)： 15-18.

[7] 任喜偉，楊帆，宋安玲.基于ZGL雙液位測(cè)量?jī)x的原油罐油水界面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2001(06)： 42-46.

[8] 高秀娟，朱穎莉.關(guān)于曲面在一點(diǎn)臨近的結(jié)構(gòu)研究[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(06)： 22-24.

[9] 祝英杰，陶翠，王淼，等.儲(chǔ)油罐的變位識(shí)別與罐容表標(biāo)定[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2011(02)： 13-15.

[10] 孟鳶，劉麗蝶，黃允.油罐罐容表的標(biāo)定及變位識(shí)別[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2015(13)： 36-38.

蔡玉臣， 1996年7月畢業(yè)于重慶建筑大學(xué)計(jì)算機(jī)及應(yīng)用專業(yè)，2015年獲南京大學(xué)軟件工程專業(yè)碩士學(xué)位，現(xiàn)就職于中國(guó)石化銷售有限公司天津石油分公司，從事信息化項(xiàng)目建設(shè)應(yīng)用及維護(hù)工作，任高級(jí)工程師。

TP273

B

1007-7324(2017)02-0066-02

稿件收到日期： 2016-11-28,修改稿收到日期： 2017-01-15。