蔡玉臣

加油站地埋油罐智能標定系統(tǒng)的研究

蔡玉臣

(中國石化銷售有限公司 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)和液位儀測量數(shù)據(jù)，建立容積表標定數(shù)學模型和油罐容積表不確定度的評定方法，運用“容量比較法”實現(xiàn)油罐容積表自動標定。

容積表 標定 液位儀 數(shù)據(jù)庫

1 建設(shè)目標與可行性分析

據(jù)統(tǒng)計，目前中國約有9萬余座加油站。加油站使用的儲油罐大都為一次性埋放后長期使用，在運行過程中不可避免地產(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。長期以來，石油行業(yè)和政府計量監(jiān)管部門多采用手工方式或半自動方式定期對加油站的油罐進行容積標定，但傳統(tǒng)方式存在精度差、損耗大量油氣以及需停業(yè)標定等問題。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不超過4 a”。獲得高精度的油罐容積表是主動配送、損耗管理的基礎(chǔ)，也是政府計量監(jiān)督部門的要求。

1.1 研究目標

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

2) 標定結(jié)果應滿足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標定油罐容積表平臺(簡稱自動標定平臺)，使標定操作簡單，便于推廣應用。

1.2 可行性分析

1) 數(shù)據(jù)準確性。控制臺可通過加油卡系統(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確的數(shù)據(jù)。

2) 數(shù)據(jù)一致性?？刹捎门c數(shù)據(jù)中心定時通信校對時間的方式，保證控制臺時間與加油卡系統(tǒng)、零售系統(tǒng)時間同步，確保數(shù)據(jù)的一致性。

3) 誤差最小化。受計量器具精度、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。油罐在正常運營的過程中，其頂部和底部的數(shù)據(jù)是無法采集到的，可采用適當方法估算出油罐頂部和底部的容積表。

2 需求分析

1) 提供油罐標定計劃制訂功能。系統(tǒng)對計劃油罐進行標定。

2) 提供標定跟蹤功能。由于標定采集液位及油槍數(shù)據(jù)越多標定準確性就越高，一般以5～8周時間最佳，該過程中用戶可跟蹤各個油罐標定程度，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)時系統(tǒng)通過指令將新罐表直接更新到對應的控制器上。提供罐表比對功能，對罐表變化進行分析。

3 技術(shù)方案

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

油罐智能標定系統(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)成品油的實時數(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)及服務器可根據(jù)實時的液位數(shù)據(jù)及付油數(shù)據(jù)進行分析，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

油罐智能標定系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1) 油罐在線自動標定需要累積一定的周期以便獲取足夠的有效數(shù)據(jù)。管理人員可以通過標定計劃制訂功能，選定需要標定的油罐，設(shè)置數(shù)據(jù)采集周期。標定周期結(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，經(jīng)審核通過后，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)與應用。

圖1 油罐智能標定系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意

圖2 油罐智能標定系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意

2) 統(tǒng)計分析報表是對正在進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)一些潛在的問題。突破傳統(tǒng)報表的限制，開發(fā)了一組可以相互鏈接上下文的報表，可方便地從粗到細地查看各種數(shù)據(jù)的報表，并以Flash方式展示圖形，管理人員可以任意拖動、查看詳細數(shù)據(jù)。

3) 對不確定度檢驗值、標定間隔時間、標定容積表下發(fā)啟用時間、付油數(shù)據(jù)中斷間隔時間、容積表制單單位、付油數(shù)據(jù)交班中斷間隔時間、標定所需時間等參數(shù)值進行設(shè)置，以實現(xiàn)不同站的油罐自動標定。

4) 對加油站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行管理，包括油罐信息、油槍信息等，同時也能夠查看油罐狀態(tài)和制訂標定計劃。

4 結(jié) 論

通過對現(xiàn)有信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行分析并形成容積表，無需增加標定控制臺硬件，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)濟效益方面。按照國家規(guī)定，油罐每隔4 a需要進行1次校正。一個省以500座加油站計，每個站4個油罐，按目前市場上使用罐表機標定單罐單次需要約0.2萬元計，標定一次約400萬元。另外，罐表機標定需要停業(yè)，也會給公司造成一定的損失。采用該系統(tǒng)進行油罐在線標定，節(jié)省費用是相當可觀的。

2) 社會效益方面。自動標定系統(tǒng)的使用，無需人員現(xiàn)場操作，可以降低人工勞動強度，避免了員工接觸油品對身體健康帶來的危害；不需要對油罐進行操作，避免了環(huán)境污染因素，無需考慮油氣泄漏問題；無需購置新電氣設(shè)備，無需考慮用電安防等問題；自動標定在日常營業(yè)中同時進行，無需加油站停業(yè)，加油站能不間斷地為社會提供優(yōu)質(zhì)服務。

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蔡玉臣， 1996年7月畢業(yè)于重慶建筑大學計算機及應用專業(yè)，2015年獲南京大學軟件工程專業(yè)碩士學位，現(xiàn)就職于中國石化銷售有限公司天津石油分公司，從事信息化項目建設(shè)應用及維護工作，任高級工程師。

TP273

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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。