如何提高立式金屬罐成品油密度測量的準(zhǔn)確性

魏奕

中國石油西北銷售蘭州分公司（甘肅蘭州730070）

■計(jì)量

如何提高立式金屬罐成品油密度測量的準(zhǔn)確性

魏奕

中國石油西北銷售蘭州分公司（甘肅蘭州730070）

通過分析立式金屬罐測量密度容易被忽視的4個(gè)細(xì)節(jié)，對(duì)不均勻油品如何準(zhǔn)確進(jìn)行密度測量進(jìn)行了探討，并對(duì)不均勻油品未增加測量點(diǎn)造成的數(shù)量差異進(jìn)行了分析。建議增加測量點(diǎn)，對(duì)多點(diǎn)測量結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均得出較為準(zhǔn)確的整罐油品的密度，最大程度得出準(zhǔn)確的油品數(shù)量。

成品油；密度測量；立式金屬罐

在石油儲(chǔ)運(yùn)和銷售環(huán)節(jié)，由于儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的限制，管道、鐵路、公路等運(yùn)輸方式并存，加之一、二次物流配送體系建設(shè)現(xiàn)狀，很多油庫存在同一具油罐同一批次或不同批次接收多種油源，甚至同一條輸油管道、同一批次也存在多油源混合的情況，導(dǎo)致油罐接收油品并非單一、均質(zhì)油品，存在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等物化性能的差異，為快速、準(zhǔn)確地測量罐存油品密度帶來一定難度。

1 立式金屬罐測量密度容易被忽視的細(xì)節(jié)

經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)立式金屬罐測量密度時(shí)有4個(gè)細(xì)節(jié)容易被操作人員忽視，這也是日常油品正常情況下密度測量不準(zhǔn)確的最主要原因。

1.1 穩(wěn)油時(shí)間不足

測量大罐密度前，必須確保罐內(nèi)油品靜置達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)JJF 1014—1989《罐內(nèi)液體石油產(chǎn)品計(jì)量技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，測量任何罐內(nèi)的油面，必須待油面穩(wěn)定和泡沫基本消失后再進(jìn)行測量。立式罐（包括浮頂罐）輕質(zhì)油品收、發(fā)油后穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)分別達(dá)到2 h、30 min；臥式罐輕質(zhì)油品收發(fā)油后穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)達(dá)到15 min。液面測量如此，取樣和密度測量也應(yīng)遵循。對(duì)于多油源、多批次進(jìn)油后的油罐，更應(yīng)延長油品在罐內(nèi)靜置穩(wěn)定時(shí)間，確保油品在罐內(nèi)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的混合狀態(tài)，這是準(zhǔn)確進(jìn)行密度測量的前提條件[1]。

1.2 取樣不符合要求

將罐存油品一概視為均勻石油液體，正常進(jìn)行在線密度測量或取樣測量。甚至簡化取樣點(diǎn)數(shù)，以單一中部點(diǎn)樣代替組合樣進(jìn)行密度測量[2]，這樣取樣不符合要求。

1.3 未加修正值

很多操作人員為了省事，日常操作計(jì)算時(shí)并不對(duì)溫度計(jì)、密度計(jì)的示值誤差進(jìn)行修正，導(dǎo)致本可以避免的系統(tǒng)誤差未能避免，計(jì)量器具的檢定結(jié)果并未得到應(yīng)用。

測得某油樣視溫度為35℃,視密度為740 kg/m3，溫度計(jì)和密度計(jì)的修正值分別為0.08℃、-0.15 kg/m3。未加修正值得出的標(biāo)準(zhǔn)密度為753.3 kg/m3，加修正值后得出的標(biāo)準(zhǔn)密度為753.1 kg/m3。僅標(biāo)準(zhǔn)密度一項(xiàng)計(jì)量，如不進(jìn)行修正，對(duì)于1個(gè)10 000 m3油罐，油量將虛增近2 t，對(duì)于幾十萬方庫容的油庫，造成數(shù)量差異不容忽視。

1.4 罐頂操作條件限制導(dǎo)致讀數(shù)誤差較大

立式金屬罐設(shè)計(jì)時(shí)罐頂并不要求設(shè)立人工計(jì)量操作平臺(tái)，那么操作人員隨機(jī)誤差差異較大，體現(xiàn)在以下幾方面：一是讀數(shù)視線位置不水平引起的讀數(shù)誤差；二是罐內(nèi)外溫度、壓力差異較大，造成油品迅速揮發(fā)導(dǎo)致密度變化；三是視溫度、視密度讀數(shù)同步差異較大導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)密度不準(zhǔn)確[3]。

2 不均勻油品的密度測量

根據(jù)GB/T 4756—2015《液體石油產(chǎn)品手工取樣法》規(guī)定，對(duì)不能判斷是否是均勻石油液體的油品，應(yīng)先從液位的上部、中部、下部（出口處）采集樣品，分別檢驗(yàn)密度，如果試驗(yàn)結(jié)果的變化范圍超過±1 kg/m3,則認(rèn)為不是均勻油品。應(yīng)采取例行樣或全層樣。

取樣工具不完備時(shí)，仍采取點(diǎn)樣，但應(yīng)加密采樣點(diǎn)數(shù)，至少應(yīng)達(dá)到5個(gè)取樣點(diǎn)，分別增加上部和中部之間、中部和下部之間兩個(gè)點(diǎn)樣[4-5]。對(duì)于分層情況嚴(yán)重的油罐，最好達(dá)到每隔1m采樣，分別進(jìn)行密度測量，并不應(yīng)對(duì)各點(diǎn)樣品進(jìn)行物理組合。

3 不均勻油品各點(diǎn)測量結(jié)果的合成

不均勻油品雖不應(yīng)對(duì)各點(diǎn)樣品進(jìn)行物理組合，但可對(duì)各樣品的分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)組合，不應(yīng)對(duì)視密度和視溫度單獨(dú)平均后直接得出標(biāo)準(zhǔn)密度。數(shù)據(jù)處理過程如下：分析每個(gè)測量點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)（視密度、視溫度），對(duì)可疑值進(jìn)行復(fù)測確認(rèn)；計(jì)算每個(gè)測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)密度；對(duì)每個(gè)測量點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)密度進(jìn)行算術(shù)平均，作為罐存油品的標(biāo)準(zhǔn)密度。

某立式金屬罐為半地埋式油罐，環(huán)境年平均溫度為5.9℃。油品來源為4家煉廠油品管道分輸。由于油源不單一，且半地埋油罐上、下部溫度不均衡，因此罐存油品發(fā)生不均勻儲(chǔ)存的可能性較大。該罐參照高度為17.8 m，罐存油品液位10 326 mm。對(duì)該罐油品進(jìn)行上、中、下3點(diǎn)取樣，測量密度，自上而下，數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 某立式金屬罐上、中、下3點(diǎn)測量油品密度數(shù)據(jù)

由于上、下液位標(biāo)準(zhǔn)密度差值達(dá)到了4.8 kg/m3，懷疑油品分層情況較嚴(yán)重。對(duì)該罐油品增加取樣點(diǎn)至每隔1 m進(jìn)行取樣測密度，結(jié)果如表2所示。

對(duì)7個(gè)取樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)密度進(jìn)行算術(shù)平均,得出826.3 kg/m3為該罐油品較為接近真值的平均密度。

4 不均勻油品未增加測量點(diǎn)造成的數(shù)量差異分析

很多油庫也分析到庫存油品可能存在不均勻現(xiàn)象，但仍沿用以前的加權(quán)平均算法。公式如下：

表2 某立式金屬罐上、中、下3點(diǎn)每隔1 m測量密度數(shù)據(jù)

以上文油品為例，正常采取3點(diǎn)分別求得標(biāo)準(zhǔn)密度之后帶入上式計(jì)算平均密度為：

兩結(jié)果相對(duì)誤差率e為：

由于該公式各點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)密度加權(quán)權(quán)重是較早由經(jīng)驗(yàn)得出，而目前實(shí)際情況造成油品罐內(nèi)分布不均勻的情況復(fù)雜多樣，該經(jīng)驗(yàn)算法實(shí)際上已不能起到加權(quán)平均的作用，因此該算法不建議采用。

5 結(jié)論

立式金屬罐進(jìn)行密度測量時(shí)，應(yīng)首先注意容易被忽視的4個(gè)細(xì)節(jié)，其次根據(jù)正常3點(diǎn)取樣測量的標(biāo)準(zhǔn)密度判定，如果罐存油品存在不均勻分布的情況，應(yīng)增加測量點(diǎn)，對(duì)多點(diǎn)測量結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均得出較為準(zhǔn)確的整罐油品的密度。方能最大程度得出準(zhǔn)確的油品數(shù)量，確保油庫實(shí)物保管帳準(zhǔn)確。

[1]肖素琴.油品計(jì)量員讀本[M].北京：中國石化出版社,2001.

[2]潘丕武.石油計(jì)量技術(shù)[M].北京：中國計(jì)量出版社,2009.

[3]中國石油天然氣集團(tuán)公司職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心.油品計(jì)量工[M].山東：中國石油大學(xué)出版社,2012.

[4]金德亮.原油計(jì)量中存在的人為誤差與減少誤差的方法[G]//中國計(jì)量協(xié)會(huì)石油計(jì)量分會(huì).油氣計(jì)量技術(shù)論壇論文集.北京：石油工業(yè)出版社,2012：11.

[5]曾強(qiáng)鑫.油品計(jì)量基礎(chǔ)[M].2版.北京：中國石化出版社, 2016.

Four details which are easily neglected when measuring the product oil density in a vertical metal tank are analyzed.An example is given to discuss how to accurately measure the density of uneven oil products,and the error caused by the no increase of measuring points are analyzed.It is suggested to increase the measuring points and to make an arithmetic average of the multi-point measurement results to obtain a more accurate density of the oil in the tank,so as to obtain the quantity of oil in the tank as accurately as possible,and to ensure the accuracy of the oil depot accounts.

product oil;density measurement;vertical metal tank

左學(xué)敏

2017-05-03

魏奕（1978-）,男,工程師，現(xiàn)從事成品油質(zhì)量計(jì)量管理工作。