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儲罐流量計在大型食用植物油庫的配置
食用植物油的儲存需要大量的儲罐，對于油庫內(nèi)的存品油的計量和定期的復核是油庫重要的日常工作之一，如何針對*儲備油接收、發(fā)放、儲存的計量性需要，設計了由載體計量、管道計量、儲罐計量構成的三級復核式計量體系，本文就其系統(tǒng)設施甄選與組合配置進行探討。
中儲糧襄樊油庫共有11座大型儲油罐，配備有每小時120 t鐵路、每小時100 t公路油脂收(發(fā))物流回路。為有效的提高計量精度和工作效率，減少人為誤差及人員勞動強度，在油庫建設中，進行了油庫自動復核計量體系設施甄選與組合配置及管理系統(tǒng)構建的嘗試。
1油庫自動復核計量體系的配置設計
*儲備油庫在儲存、輪換和應急調(diào)動中對油脂接收、發(fā)放的計量與速度有著嚴格的要求。傳統(tǒng)的油脂計量工作以手工打尺和載體計量為主要方式，在載體計量出人庫數(shù)量的基礎上，對儲油罐每一次人油、出油、倒罐或日常檢查，都要由人工按規(guī)程測量液位高度、罐內(nèi)油脂溫度(t油)，扦取油樣后，到環(huán)境溫度相對穩(wěn)定的場所，使用溫度計、密度計測取室內(nèi)油脂溫度(t室油)和密度(P室油)，按公式
(1)計算罐內(nèi)油脂實際密度(P罐油):
P罐油=P室油+0. 00064 x ( t室油一t罐油)川
計算出罐內(nèi)油柱體積(V罐內(nèi)油柱體積)，zui后計算罐內(nèi)油脂庫存數(shù)量(w):
w二V罐內(nèi)油柱體積xp罐油(2)
根據(jù)載體計量結果和上述計算結果填寫裝車記錄單、儲油罐動態(tài)賬卡等;zui終根據(jù)儲油罐動態(tài)賬卡，按日、旬、月、季、年和儲罐、品種分別統(tǒng)計出包括人庫量、出庫量、損耗量以及各儲罐當前的庫存信息。由于手工測量計算計量方式工序繁雜，存在著人員勞動強度大、容易出現(xiàn)誤差、計算精度低、速度慢、信息滯后等問題。
中儲糧襄樊油庫的復核式計量體系設計框架，由罐內(nèi)靜態(tài)計量、管道動態(tài)計量、載體分析計量等三部分構成。即在罐內(nèi)安裝罐內(nèi)雷達液位計量裝置，對在庫油脂進行靜態(tài)計量;在輸油管道安裝管道質(zhì)量流量計，對在接收、發(fā)放油脂進行動態(tài)計量;設汽(火)車磅秤計量裝置，對出人庫油脂進行載體計量。以此形成相互復核認證計量流程，以計算機管理系統(tǒng)取代人工系統(tǒng)，在連續(xù)、高速地完成油脂計量工作的同時，還可自動完成相關計量記賬與報表填寫工作。
2油庫自動復核計量體系的設施甄選
目前，油罐自動計量方法、管道流量計量方法和汽(火)車載體計量裝置種類繁多，在應用中的效果也不盡相同。為此，中儲糧襄樊油庫從原理、性能及數(shù)據(jù)處理上各自特點的分析人手，進行復核計量系統(tǒng)的配置優(yōu)選與設施甄別。
2. 1油罐自動計量設置的甄選 目前，食用植物油罐使用的自動計量方法從原理和性能上可歸結為以下3類:
(1)液位計法(ATG法)液位計法是通過安裝在油罐上的液位計，測量罐內(nèi)油脂的液位，通過計算獲得油脂的重量。目前液位計的種類主要有兩種:一種是測量罐內(nèi)空間高度，如雷達液位計、超聲波液位計等，通過用液位計的安裝高度減去所測得的空間高度得到液位高度;另一種是直接測量液位高度，如鋼帶浮子液位計等。
(2)靜壓法(HTG法)靜壓法的測量原理，是通過安裝在油罐底部壓力傳感器測量罐內(nèi)液體的壓強，再根據(jù)罐體的截面積即可計算出罐內(nèi)油脂的重量。靜壓法的詳細計算公式見中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程JJG759-1997《靜壓法油罐計量裝置》。靜壓法測量的特點是:①罐內(nèi)油脂質(zhì)量直接由底部壓力傳感器測量獲得，不受密度、溫度等參數(shù)的變化誤差的影響，計量精度高;②無活動部件，可靠性高。
(3)混合法(HIMS法)混合法是將液位計法與靜壓法相結合，通過安裝的液位計直接測量得到罐內(nèi)油脂的液位，再通過安裝在底部的壓力傳感器測量得出油脂壓強，綜合計算得出罐內(nèi)油脂的質(zhì)量，是食用油儲罐自動計量系統(tǒng)中功能zui全面、測量精度zui高、可靠性、理論性*的計量方法，但造價較高。
不同油罐計量方法的技術方案比較見表1
中儲糧襄樊油庫采用了雷達液位計與多點測溫傳感技術、密度自動補償系統(tǒng)相結合提高計量精度的設計方案，通過計算機可自動得到液位、點油溫、平均油溫、點密度、平均密度、儲油質(zhì)量等所需的所有物理參數(shù)，即以雷達液位計測得儲罐內(nèi)油柱高度、多點溫度計測得儲罐內(nèi)油脂溫度，系統(tǒng)自動計算出儲罐內(nèi)油脂密度，zui終獲得精度較高的儲罐內(nèi)油脂數(shù)量。
2. 2管道自動計，設置的甄選
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，測量管道流體流量的流量計發(fā)展紛繁，但常用的可歸納為兩大類:
(1)按流量計采用的測量原理分類如差壓式、轉(zhuǎn)子式、沖量式、可動管式、質(zhì)量式、靶式、渦輪式、旋渦式、渦街式、皮托管式、容積式、堰(槽)式等力學原理流量計;電磁流量計、差動電容式、電感式、應變電阻式、超聲波式、沖擊波式等電學原理流量計;熱量式、直接量熱式、間接量熱式等熱學原理流量計;激光式、光電式等光學原理流量計;核磁共振式、核輻射式等物理原理流量計等等。
(2)按流量計的結構原理分類如使用容積結構的橢圓齒輪流量計、腰輪流量計(羅茨流量計)、旋轉(zhuǎn)活塞流量計、刮板式流量計、伺服式容積流量計、皮膜式流量計和轉(zhuǎn)筒流量計;使用葉輪結構的葉輪式流量計;使用差壓結構的變壓降式流量計;使用變面積式結構的等壓降式流量計;使用動量結構的靶式和轉(zhuǎn)動翼板式流量計;使用沖量結構位移檢測型和直接測力型流量計;使用電磁結構的流電磁流量計;使用超聲波的超聲波流量計和利用多普勒效應制造的超聲多普勒流量計、流體振蕩式流量計、質(zhì)量流量計等。
考慮油脂溫度、壓力等運行介質(zhì)參數(shù)變化，易造成計量值失真的問題，我們采用溫度壓力補償式質(zhì)量流量計，利用油脂溫度、壓力與密度間的關系，將溫度、壓力函數(shù)換算為密度，與容積流量相乘而得到質(zhì)量流量，實現(xiàn)了油脂溫度、壓力對油脂密度的補償，使之具有良好的計量度。
2. 3載體自動計量設置的甄選
中儲糧襄樊油庫的載體計量，包括數(shù)字式電子汽車地中衡和數(shù)字式電子火車軌道衡，以及與之相匹配的打印重量數(shù)據(jù)表單的打印機、稱重儀表、遠距離讀數(shù)大屏幕和數(shù)據(jù)管理及信息傳輸?shù)挠嬎銠C管理系統(tǒng)。其特點為:
(1)數(shù)字化通信，解決了電纜傳輸信號弱、易受干擾、造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定導致計量準確性降低的問題。
(2)智能化技術，解決了電子地磅受載體偏載、溫度影響和時間效應蠕變等問題，一致性好，互換性高，并具有故障自動診斷提示功能，簡化了秤體的現(xiàn)場安裝調(diào)試、標定、調(diào)整。
(3)數(shù)字化校準技術，使用標準串行輸出數(shù)據(jù)接口，強度高、互換性好，適應任何惡劣的工作環(huán)境，與大屏幕顯示器或計算機相連接，直接顯示并儲存稱重過程的日期、時間、車號以及車號的毛重、皮重、凈重、貨號、序號、車號等稱重記錄，同步形成分類統(tǒng)計的日報表、月報表等相關報表。
3油庫自動復核計量系統(tǒng)
油庫自動復核計量系統(tǒng)配置的功能目標是提高工作效率和計量精度，減少或避免計量差錯，提升整體計量工作的管理水平，提高企業(yè)效益。
3. 1動態(tài)計t管理系統(tǒng)
滿足包括以油罐汽車、油罐火車為運輸方式的出人庫需要，以及油罐間油脂移庫和罐容管理的需要。其中油罐汽車、油罐火車采用100 mm口徑收油軟管、發(fā)油鶴管與管道流量計配接，對相關操作崗位匹配相應的權限，使系統(tǒng)參數(shù)設置等管理權限與業(yè)務操作權限分離。現(xiàn)場人員通過計算機定量遙控控制人庫、出庫，減少人為因素干擾，保證收(發(fā))油過程可靠。計算機可將管道流量計數(shù)據(jù)與載體計量數(shù)據(jù)、儲罐計量數(shù)據(jù)相互核對，自動形成詳細準確的業(yè)務日志和報表，使計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)相關聯(lián)，構成完整的計量流程數(shù)據(jù)可追蹤和審核鏈。系統(tǒng)還集成了各種控制功能，如油罐進(出)油操作與液位之間的聯(lián)鎖、泵與閥門的聯(lián)鎖等。
3. 2罐區(qū)管理系統(tǒng)
(1)動態(tài)顯示儲罐儲油信息，包括各儲罐油脂品名、液面高度、多點截面油脂溫度，以及對油脂密度自動補償計算的罐存油量;
(2)信息報警裝置，包括:罐或管道泄漏、液位超高等異常狀況時發(fā)出的聲光報警信號;
(3)罐區(qū)設備狀態(tài)監(jiān)控信息，包括:閥門、油泵、管路等設備工作狀況;
(4)報表信息，包括:各儲罐收、發(fā)油數(shù)據(jù)、日檢查表以及庫存歷史數(shù)據(jù)查詢，并顯示其歷史趨勢曲線，還可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)完成各種統(tǒng)計和計算如歷史庫存量、進出油量等。
3. 3系統(tǒng)應用流程
通過以上計量設備的組合配置，形成由載體計量、管道計量、儲罐計量構成的三級復核式計量系統(tǒng)。
(1)油脂人庫三級計量流程
汽(火)車來油，首先通過數(shù)字式電子汽車地中衡(或數(shù)字式電子火車軌道衡)計量毛重，運用罐內(nèi)雷達液位計量裝置計量人油前罐內(nèi)油脂數(shù)量;其次通過與油泵相聯(lián)的管道質(zhì)量流量計，結合人油作業(yè)完成一級計量;油脂人罐油待所含空氣和泡沫消散后，運用罐內(nèi)雷達液位計量裝置計量人油后罐內(nèi)油脂數(shù)量，完成二級計量;zui后，將空車通過數(shù)字式電子汽車地中衡(或數(shù)字式電子火車軌道衡)計量皮重，自動計算凈重，完成三級計量。
(2)油脂出庫三級計量流程
首先空車通過數(shù)字式電子汽車地中衡(或數(shù)字式電子火車軌道衡)計量皮重，運用罐內(nèi)雷達液位計量裝置計量發(fā)油前罐內(nèi)油脂數(shù)量;使用管道質(zhì)量流量計將油脂打人槽車，完成一級計量;使用罐內(nèi)雷達液位計量裝置計量發(fā)油后罐內(nèi)油脂數(shù)量，完成二級計量;zui后，使用數(shù)字式電子汽車地中衡(或數(shù)字式電子火車軌道衡)計量皮重，自動計算凈重，完成三級計量。
其中，在由載體計量、管道計量、儲罐計量構成的三級復核式計量體系中，若上下級計量值誤差大于允許值時，計算機系統(tǒng)將自動報警，并且不打印出(人)庫單據(jù)、報表，供業(yè)務人員分析查找原因，以確保計量數(shù)據(jù)的真實性和客觀性。
4油庫計量系統(tǒng)的配置評價
4. 1系統(tǒng)的可靠性
中儲糧襄樊油庫的11個儲油罐，均經(jīng)由國家大容器計量檢定部門進行了罐容檢定，并頒發(fā)有毫米級罐容計量表，火車槽車采用全國通用的鐵路罐車容積表，符合國家*的要求，輸油管道質(zhì)量流量計和汽(火)車磅秤計量裝置均取得計量管理部門的鑒定證書，為計算機計量系統(tǒng)初始化時罐容數(shù)據(jù)的輸人提供了準確依據(jù)。同時，通過計算機計量系統(tǒng)，將載體計量、管道計量、儲罐計量在三級計量平行運行過程中的計量結果打印并在屏幕上顯示，以便對照驗證。
4. 2系統(tǒng)的堅固性
在計算機系統(tǒng)中建有合理的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，如員工誤操作輸人了不合理的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠做出適當?shù)奶幚怼＠绫鞠到y(tǒng)分別建立每一個儲油罐號、當前儲存油脂品名等信息文件，并建有自動糾錯報警功能，若輸人進油的液面高度超過油罐標定允許zui大高度時，系統(tǒng)將及時判斷出數(shù)據(jù)的錯誤，強制中斷本次操作，由系統(tǒng)做出提示，要求重新操作。
4. 3系統(tǒng)的實用性
(1)計算速度快，一次計算作業(yè)只需幾分鐘即可完成，并可同步及時準確地提供出相關的數(shù)據(jù)信息報表。
(2)提高了計量準確度，減輕了工人和管理人員的勞動強度，避免了人工計算失誤可能造成的損失。
(3)易學易用，業(yè)務人員可以在中文信息的提示下正確操作，不必進行專門培訓。
(4)可以及時獲得的罐存信息，及時掌握人庫、出庫、在庫等準確數(shù)據(jù)，可打印和查詢統(tǒng)計報表、歷史記錄，為經(jīng)營決策提供可靠依據(jù)。