液位儀系統(tǒng)控制溫差對(duì)零售損溢的影響研究

于東華

(中國(guó)石化銷售有限公司河北石油分公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

油品的損溢源于油品在車船運(yùn)輸過程和油庫保管過程中發(fā)生的自然蒸發(fā)和粘附，以及油罐流量計(jì)等計(jì)量器具的計(jì)量交接差量。目前，中國(guó)石化銷售企業(yè)加油站實(shí)行油品“升進(jìn)升出”的交接管理模式，進(jìn)貨驗(yàn)收時(shí)采用地罐交接，通過溫度補(bǔ)償法將交接計(jì)量點(diǎn)下油品體積還原到20 ℃下的標(biāo)準(zhǔn)體積，來計(jì)算交接差量。但加油站計(jì)量賬務(wù)仍采用油庫原發(fā)體積量入賬法，油品銷售、儲(chǔ)存體積量均為實(shí)時(shí)溫度體積數(shù)Vt，未進(jìn)行任何溫度修正，這使得零售損溢與溫度高低直接相關(guān)，存在溫差虛假損溢的現(xiàn)象。

零售損溢作為成品油銷售企業(yè)進(jìn)銷存全流程損溢管理的重要構(gòu)成部分，其損耗大小直接影響著企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。目前，中石化自營(yíng)加油站均已安裝應(yīng)用液位儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控加油站庫存油品體積和溫度數(shù)據(jù)。本文以液位儀系統(tǒng)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過大數(shù)據(jù)分析加油站進(jìn)銷存溫度變化及周轉(zhuǎn)速率等，合理利用加油站來油與地埋罐的溫度差，通過優(yōu)化進(jìn)貨及銷售節(jié)奏等方法，科學(xué)降低零售損耗。

1 基于液位儀系統(tǒng)計(jì)算溫差損溢

加油站液位儀系統(tǒng)作為近幾年中國(guó)石化銷售企業(yè)全力推進(jìn)的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)平臺(tái)，以站級(jí)液位計(jì)自動(dòng)采集的油罐計(jì)量數(shù)據(jù)為基點(diǎn)，集成ERP、物流系統(tǒng)、油庫付油系統(tǒng)和零售管理系統(tǒng)，并與加油站進(jìn)銷存的各類基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)接，成為集數(shù)據(jù)采集、業(yè)務(wù)應(yīng)用分析、數(shù)據(jù)共享及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等功能于一體的綜合性自動(dòng)計(jì)量應(yīng)用平臺(tái)[1]。

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)取數(shù)

加油站液位儀系統(tǒng)計(jì)量的數(shù)據(jù)覆蓋了加油站液位儀自動(dòng)采集的油罐罐存高度、溫度、體積等數(shù)據(jù)，加油機(jī)實(shí)時(shí)銷售數(shù)據(jù)，以及加油站進(jìn)貨數(shù)據(jù)等進(jìn)銷存全環(huán)節(jié)的計(jì)量數(shù)據(jù)，同時(shí)在不考慮液位計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確性、容積表準(zhǔn)確性、加油機(jī)計(jì)量誤差及其他實(shí)物損耗基礎(chǔ)上，筆者以一個(gè)進(jìn)油周期內(nèi)加油站地罐交接數(shù)據(jù)、加油機(jī)銷售升數(shù)及實(shí)時(shí)罐存溫度為基數(shù)，理論計(jì)算僅溫度變化對(duì)零售損溢的影響。

1.2 銷售環(huán)節(jié)溫差損溢計(jì)算

加油站零售損溢量可按照公式(1)計(jì)算[2]，因加油站庫存盤點(diǎn)一般為早8時(shí)，取數(shù)時(shí)間較為固定，溫差控制可優(yōu)化空間較小，故本文重點(diǎn)研究銷售環(huán)節(jié)溫差大小對(duì)零售損溢的影響。

損耗量=(累計(jì)進(jìn)貨量－累計(jì)銷售量)+庫存差 (1)

自2015年國(guó)家《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》實(shí)施以來，筆者所在單位加油站均已按要求完成了加油站防滲處理及雙層罐改造。因雙層罐罐體表層會(huì)做“三油兩布”的防腐工藝，加之罐體外填沙和至少0.5 m以上厚度的覆土層，使得加油站地罐溫度對(duì)環(huán)境氣溫變化不敏感[3]，因此一個(gè)作業(yè)周期內(nèi)，加油站在沒有進(jìn)油的情況下，由于地表以下溫度變化相對(duì)不大，可視為油品在此儲(chǔ)存周期內(nèi)溫度無變化。

但當(dāng)加油站有進(jìn)貨時(shí)，加油站地埋罐內(nèi)油品溫度隨著油品進(jìn)貨溫度的高低，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因此，銷售環(huán)節(jié)溫差損溢主要為加油站進(jìn)貨溫度與銷售時(shí)地埋罐儲(chǔ)存油品溫度差異產(chǎn)生的體積損溢。銷售環(huán)節(jié)溫差損溢計(jì)算采用固定系數(shù)簡(jiǎn)算法，溫差損耗量及損耗率計(jì)算公式如下所示：

損耗率=損耗量/銷售升數(shù)×100%

式中：f為體積溫度系數(shù)，汽油取0.001 2，柴油取0.000 8。

2 加油站進(jìn)貨前后的溫度變化情況

為充分比較分析加油站地罐進(jìn)貨前后溫度變化趨勢(shì)，筆者通過選擇銷售周期較長(zhǎng)的加油站，分析比對(duì)汽柴油不同品種在加油站進(jìn)貨溫度高于地罐溫度、進(jìn)貨溫度低于地罐溫度這兩種情況下地罐溫度的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)進(jìn)貨溫度高于地罐油品溫度時(shí)，罐內(nèi)油品溫度會(huì)經(jīng)歷升高—下降—平衡的動(dòng)態(tài)過程，地罐進(jìn)貨后罐內(nèi)油品溫度陡增，然后隨時(shí)間推移，罐內(nèi)油溫迅速下降，但下降速率隨時(shí)間推移逐漸減緩，直至溫度再次達(dá)到平衡；反之，當(dāng)進(jìn)貨溫度低于地罐油品溫度時(shí)，罐內(nèi)油品溫度會(huì)經(jīng)歷下降—升高—平衡的動(dòng)態(tài)過程，地罐進(jìn)貨后罐內(nèi)油品溫度陡降，然后隨時(shí)間推移，罐內(nèi)油溫迅速升高，但升高速率隨時(shí)間推移逐漸減緩，直至溫度再次達(dá)到平衡。

3 加油站不同周轉(zhuǎn)速率溫差損耗情況

通過對(duì)加油站地罐溫度進(jìn)貨前后變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，地罐溫度變化存在驟降(升)—快升(降)—慢升(降)—平衡的動(dòng)態(tài)過程，而加油站銷售損溢直接取決于銷售時(shí)地罐溫度與進(jìn)貨溫度的差異，筆者發(fā)現(xiàn)可通過匹配銷售節(jié)奏與地罐溫度變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)零售降耗，助力企業(yè)提質(zhì)增效[4]。

3.1 周轉(zhuǎn)速率較快加油站溫差損耗情況

以某座加油站汽油罐于4月18日進(jìn)油10 000 L為例，至下一進(jìn)油周期共銷售約1 d。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為14.5 ℃，來油溫度為19.3 ℃，地罐溫度與來油溫度相差4.8 ℃。利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗率，發(fā)現(xiàn)：進(jìn)貨在11 h內(nèi)，銷售升數(shù)為766 L，溫差損耗量?jī)H4 L，損耗率約0.46%；進(jìn)貨在11 ～17 h內(nèi)，銷售升數(shù)為2 999 L，溫差損耗量15 L，損耗率約0.49%；進(jìn)貨在17 ～23 h內(nèi)，銷售升數(shù)為3 168 L，溫差損耗量15 L，損耗率約0.48%；進(jìn)貨在23 ～26 h內(nèi)，銷售升數(shù)為1 473 L，溫差損耗量7 L，損耗率約0.47%。由此發(fā)現(xiàn)此進(jìn)油周期內(nèi)溫差損耗率在0.47%上下小幅波動(dòng)，剛結(jié)束進(jìn)油接卸作業(yè)時(shí)的溫差損耗率最低。

3.2 周轉(zhuǎn)速率適中加油站溫差損耗情況

以某座加油站汽油罐于4月13日進(jìn)油17 000 L為例，至下一進(jìn)油周期共銷售3天半。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為13.1 ℃，來油溫度為16.2 ℃，地罐溫度與來油溫度相差3.1 ℃。如圖1所示，利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗量，發(fā)現(xiàn)在此進(jìn)油周期內(nèi)，加油站溫差損耗率介于0.29%～0.35%之間，但剛結(jié)束進(jìn)油接卸作業(yè)24 h內(nèi)溫差損耗率最低，后續(xù)隨時(shí)間遞推溫差損耗率變化較小。此進(jìn)油周期內(nèi)加油站共銷售油品19 696 L，產(chǎn)生溫差損耗64 L，若假設(shè)該加油站集中銷售在24 h內(nèi)全部售出，則溫差損耗量為61 L，溫差損耗僅相差3 L，影響損耗率約0.015%，影響較小。

圖1 周轉(zhuǎn)速率適中加油站溫差損耗情況(溫差約3 ℃)

該站另一品種汽油罐于4月11日進(jìn)油16 000 L，至下一進(jìn)油周期共銷售3 d。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為13.4 ℃，來油溫度為18.6 ℃，地罐溫度與來油溫度相差5.2 ℃。利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗量，發(fā)現(xiàn)在此進(jìn)油周期內(nèi)，加油站溫差損耗率介于0.51%～0.57%之間，但剛結(jié)束進(jìn)油接卸作業(yè)24 h內(nèi)溫差損耗率最低，后續(xù)隨時(shí)間遞推溫差損耗率逐漸增加但增幅減緩。此進(jìn)油周期內(nèi)加油站共銷售油品20 309 L，產(chǎn)生溫差損耗110.5 L，若假設(shè)該加油站集中銷售在24 h內(nèi)全部售出，則溫差損耗量為103 L，溫差損耗僅相差7.5 L，影響損耗率約0.04%。

通過比對(duì)以上兩罐溫差損耗影響情況可知，對(duì)銷量適中的加油站，來油與地罐溫差越大，在進(jìn)油后24 h內(nèi)銷出，產(chǎn)生的溫差損耗越小，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益就越大。

3.3 周轉(zhuǎn)速率較慢加油站溫差損耗情況

以某座加油站汽油罐于4月15日進(jìn)油16 000 L為例，至下一進(jìn)油周期共銷售7 d。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為11.8 ℃，來油溫度為14.8 ℃，地罐溫度與來油溫度相差3 ℃。如圖2所示，利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗量，發(fā)現(xiàn)在此進(jìn)油周期內(nèi)，加油站溫差損耗率介于0.28%～0.33%之間，溫差損耗在進(jìn)油24 h后產(chǎn)生峰值，但整體進(jìn)貨溫差損耗波動(dòng)范圍較小。

圖2 周轉(zhuǎn)速率較慢加油站溫差損耗情況(溫差約3.1 ℃)

再以某座加油站汽油罐于3月27日進(jìn)油19 000 L為例，至下一進(jìn)油周期共銷售7 d。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為1.4 ℃，來油溫度為6.5 ℃，地罐溫度與來油溫度相差5.1 ℃。如圖3所示，利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗量，發(fā)現(xiàn)在此進(jìn)油周期內(nèi)，加油站溫差損耗率介于0.03%～0.53%之間，溫差損耗率呈現(xiàn)對(duì)數(shù)變化趨勢(shì)，銷售時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的溫差損耗越大。

圖3 周轉(zhuǎn)速率較慢加油站溫差損耗情況(溫差約5.1 ℃)

3.4 周轉(zhuǎn)速率慢加油站溫差損耗情況

以某座加油站柴油罐于3月22日進(jìn)油19 000 L為例，至下一進(jìn)油周期共銷售21 d。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為11.7 ℃，來油溫度為13.6 ℃，地罐溫度與來油溫度相差2.9 ℃。利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗量，發(fā)現(xiàn)在此進(jìn)油周期內(nèi)，加油站溫差損耗率介于0.22%～0.30%之間，溫差損耗率先上升后下降，但整體波動(dòng)幅度較平緩。

另選取某站柴油罐，3月15日進(jìn)油15 500 L，至下一進(jìn)油周期共銷售37 d。進(jìn)油前地罐內(nèi)油品溫度為9.2 ℃，來油溫度為15.4 ℃，地罐溫度與來油溫度相差6.2 ℃。如圖4所示，利用液位儀系統(tǒng)逐筆計(jì)算此進(jìn)油周期內(nèi)各銷售升數(shù)產(chǎn)生的溫差損耗量，發(fā)現(xiàn)在此進(jìn)油周期內(nèi)，加油站溫差損耗率介于0.26%～0.42%之間，溫差損耗率先隨時(shí)間增加呈上升趨勢(shì)，約在12 d后到達(dá)峰值而后隨銷售時(shí)間越長(zhǎng)溫差損耗率逐漸下降。

圖4 周轉(zhuǎn)速率慢加油站溫差損耗情況(溫差約6.2 ℃)

4 優(yōu)化措施及建議

筆者通過大量數(shù)據(jù)比對(duì)分析不同溫差、不同周轉(zhuǎn)速率條件下加油站溫差損耗率，得出以下結(jié)論：以溫差△=來源溫度－地罐溫度來表示，當(dāng)來油溫度與地罐溫度差△≤3時(shí)，溫差損耗率Ω與溫差△正相關(guān)，與加油站周轉(zhuǎn)速率n無關(guān)。當(dāng)?shù)毓逌夭睢?3時(shí)，溫差損耗率Ω為F(△，n)函數(shù)，即溫差損耗率Ω與地罐進(jìn)油前后溫差△、n均相關(guān)。

基于溫差損耗率以上函數(shù)特性，考慮到當(dāng)前隨著一、二次物流優(yōu)化，各加油站來油油源非固定單一油庫(以筆者所在單位為例，某一地市加油站可由5個(gè)以上油庫或煉廠直接配送入站)，來油溫度變化幅度較大等實(shí)際情況，提出以下建議：

(1)當(dāng)來油溫度與地罐溫度差△在介于0～3 ℃以內(nèi)時(shí)，因溫差損耗率僅為△正相關(guān)函數(shù)，庫存優(yōu)化無太大經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可通過降低加油站來油溫度，提高地罐儲(chǔ)存溫度以降低溫差體積損耗。

(2)同一品種多個(gè)油罐的加油站，如加油站來油溫度與地罐溫度差△分布在△≤3、△>3不同區(qū)間時(shí)，可通過優(yōu)先集中銷售溫差△>3對(duì)應(yīng)的油罐油品，按溫差順序從高到底依次排列銷售，以減少不必要的溫差體積損耗。

(3)如加油站來油溫度與地罐溫度之差大于3時(shí)，可通過優(yōu)化物流庫存擺布和營(yíng)銷活動(dòng)方案，調(diào)整優(yōu)化油品到站接卸時(shí)間和增加對(duì)應(yīng)油槍加油量，以匹配銷售高峰，力爭(zhēng)在接卸作業(yè)24 h內(nèi)實(shí)現(xiàn)銷量最大化，以縮減溫差體積損耗。

(4)當(dāng)溫差△<0，即地罐溫度高于來油溫度產(chǎn)生溫差溢余時(shí)，因罐內(nèi)油品溫度先陡降，再隨時(shí)間推移油溫迅速升高，但升高速率隨時(shí)間推移逐漸減緩，直至溫度再次達(dá)到平衡，與△>0情況溫度變化曲線恰好相反，可采用與以上方法相反的優(yōu)化庫存方法來實(shí)現(xiàn)溫差溢余最大化。

5 結(jié)語

加油站液位儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了加油站計(jì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)實(shí)時(shí)采集與管理，為加油站油品損溢管理提供了有利的風(fēng)險(xiǎn)管控及數(shù)據(jù)分析抓手。本文基于液位儀系統(tǒng)中加油站計(jì)量數(shù)據(jù)，通過分析比對(duì)加油站進(jìn)油前后地罐溫度變化情況，以及不同銷售節(jié)奏、不同溫差范圍下溫差損耗率的變化趨勢(shì)，為加油站合理優(yōu)化接卸時(shí)間、確定銷售高峰時(shí)段提供了參考，以溫差控制等精細(xì)化管理方式，實(shí)現(xiàn)溫差損耗的最小化，科學(xué)降低了零售損耗。