加油站地埋油罐智能标定系统的研究

2017-06-23蔡玉臣

石油化工自动化 2017年2期

关键词：加油卡油罐液位

蔡玉臣

(中国石化销售有限公司天津石油分公司，天津 300100)

加油站地埋油罐智能标定系统的研究

蔡玉臣

(中国石化销售有限公司天津石油分公司，天津 300100)

在深入研究油罐标定工作的原理及设备具体功能的基础上，根据GB/T 17605—1998《石油和液体石油产品卧式圆筒形金属油罐容积标定法》，研究利用加油卡系统中的付油数据和液位仪测量数据，建立容积表标定数学模型和油罐容积表不确定度的评定方法，运用“容量比较法”实现油罐容积表自动标定。

容积表标定液位仪数据库

1 建设目标与可行性分析

据统计，目前中国约有9万余座加油站。加油站使用的储油罐大都为一次性埋放后长期使用，在运行过程中不可避免地产生沉降、倾斜、变形等现象，从而使油罐容积表产生误差。长期以来，石油行业和政府计量监管部门多采用手工方式或半自动方式定期对加油站的油罐进行容积标定，但传统方式存在精度差、损耗大量油气以及需停业标定等问题。JJG 266—1996《卧式金属罐容积检定规程》第27条明确规定：“油罐检定周期为最长不超过4 a”。获得高精度的油罐容积表是主动配送、损耗管理的基础，也是政府计量监督部门的要求。

1.1 研究目标

1) 在不影响加油站正常运营的前提下，利用加油卡系统中的付油数据和液位仪测量数据，建立一种符合中国石化加油站业务流程、管理规范、信息系统现状的油罐容积表自动标定方法和系统。

2) 标定结果应满足JJG 266—1996第5条规定：“总不确定度不大于4‰(置信概率95%)”。

3) 建立加油站液位仪自动标定油罐容积表平台(简称自动标定平台)，使标定操作简单，便于推广应用。

1.2 可行性分析

1) 数据准确性。控制台可通过加油卡系统、零售系统及液位仪系统，在加油、卸油、停业、管路回油等不同情况下获取准确的数据。

2) 数据一致性。可采用与数据中心定时通信校对时间的方式，保证控制台时间与加油卡系统、零售系统时间同步，确保数据的一致性。

3) 误差最小化。受计量器具精度、外间环境干扰等因素的影响，采集的基础数据不可避免地会带有误差。为保证结果的正确性，采用正确算法去除或减小这些误差。

4) 采集盲区的处理。油罐在正常运营的过程中，其顶部和底部的数据是无法采集到的，可采用适当方法估算出油罐顶部和底部的容积表。

2 需求分析

1) 提供油罐标定计划制订功能。系统对计划油罐进行标定。

2) 提供标定跟踪功能。由于标定采集液位及油枪数据越多标定准确性就越高，一般以5～8周时间最佳，该过程中用户可跟踪各个油罐标定程度，包含偏差率、完成率、数据不足示警。

3) 提供生成罐表审核、下发功能。罐表审核后可下发使用，下发时系统通过指令将新罐表直接更新到对应的控制器上。提供罐表比对功能，对罐表变化进行分析。

3 技术方案

3.1 系统结构设计

油罐智能标定系统整体结构如图1所示。其中液位仪及其控制器主要功能是：上传油罐内成品油的实时数据，包括温度、液位等；加油卡系统可获取加油枪付油数据；数据分析系统及服务器可根据实时的液位数据及付油数据进行分析，在考虑各种误差、渗漏因素的基础上，获得完整的容积表。

3.2 功能设计

油罐智能标定系统功能结构如图2所示。

1) 油罐在线自动标定需要累积一定的周期以便获取足够的有效数据。管理人员可以通过标定计划制订功能，选定需要标定的油罐，设置数据采集周期。标定周期结束后，生成最终版的电子罐容积表。管理人员可提出新罐容积表使用申请，经审核通过后，设定新罐容积表生效日期，在加油站硬件设备的配合下，完成新罐容积表的分发与应用。

图1 油罐智能标定系统整体结构示意

图2 油罐智能标定系统功能结构示意

2) 统计分析报表是对正在进行校罐和已完成校罐情况的归纳汇总，可以帮助管理人员从宏观上发现一些潜在的问题。突破传统报表的限制，开发了一组可以相互链接上下文的报表，可方便地从粗到细地查看各种数据的报表，并以Flash方式展示图形，管理人员可以任意拖动、查看详细数据。

3) 对不确定度检验值、标定间隔时间、标定容积表下发启用时间、付油数据中断间隔时间、容积表制单单位、付油数据交班中断间隔时间、标定所需时间等参数值进行设置，以实现不同站的油罐自动标定。

4) 对加油站基础数据进行管理，包括油罐信息、油枪信息等，同时也能够查看油罐状态和制订标定计划。

4 结论

通过对现有信息系统数据进行分析并形成容积表，无需增加标定控制台硬件，满足JJG 266—1996的设定要求，具备优良的易用性和可推广性。

1) 经济效益方面。按照国家规定，油罐每隔4 a需要进行1次校正。一个省以500座加油站计，每个站4个油罐，按目前市场上使用罐表机标定单罐单次需要约0.2万元计，标定一次约400万元。另外，罐表机标定需要停业，也会给公司造成一定的损失。采用该系统进行油罐在线标定，节省费用是相当可观的。

2) 社会效益方面。自动标定系统的使用，无需人员现场操作，可以降低人工劳动强度，避免了员工接触油品对身体健康带来的危害；不需要对油罐进行操作，避免了环境污染因素，无需考虑油气泄漏问题；无需购置新电气设备，无需考虑用电安防等问题；自动标定在日常营业中同时进行，无需加油站停业，加油站能不间断地为社会提供优质服务。

[1] 付昶林.倾斜油罐容量的计算[J].黑龙江八一农垦大学学报，1981(02)： 43-52.

[2] 孙发金.卧式油罐容积检定计算疑难点的探讨[J].石油商技，2000 (05)： 20-24.

[3] 李致荣.椭圆柱型卧式油罐容积的计算[J].数学实践与应用，1977(02)： 17-26.

[4] 王乃和.卧式筒形罐容积表的编制[J].石油工程建设，1994(02)： 53-55.

[5] 孙宏达，关进波.用逼近法计算横截面为椭圆形储油罐的储油体积[J].管道技术与设备，2001(03)： 28-30.

[6] 杨帆，张彩丽，任喜伟.一种分布式原油储罐油水界面检测系统的设计[J].石油工程建设，1994(02)： 15-18.

[7] 任喜伟，杨帆，宋安玲.基于ZGL双液位测量仪的原油罐油水界面监测系统[J].化工自动化及仪表，2001(06)： 42-46.

[8] 高秀娟，朱颖莉.关于曲面在一点临近的结构研究[J].长春大学学报，2006(06)： 22-24.

[9] 祝英杰，陶翠，王淼，等.储油罐的变位识别与罐容表标定[J].长春大学学报，2011(02)： 13-15.

[10] 孟鸢，刘丽蝶，黄允.油罐罐容表的标定及变位识别[J].数学学习与研究，2015(13)： 36-38.

蔡玉臣， 1996年7月毕业于重庆建筑大学计算机及应用专业，2015年获南京大学软件工程专业硕士学位，现就职于中国石化销售有限公司天津石油分公司，从事信息化项目建设应用及维护工作，任高级工程师。

TP273