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畢托巴®油罐動態(tài)自動計(jì)量管理系統(tǒng)

1.BTB®系列油罐自動計(jì)量裝置依據(jù)JJG759—97 《靜壓法儲罐計(jì)量裝置》檢定規(guī)程GB/T18273-2000《石油及液體石油產(chǎn)品—立式罐內(nèi)油量的直接靜態(tài)測量法（HTG質(zhì)量測量法）》GB/T25964-2010《石油和液體石油產(chǎn)品采用混合式油罐測量系統(tǒng)測量立式圓筒油罐內(nèi)油品體積、密度和質(zhì)量的方法》設(shè)計(jì)，制作設(shè)計(jì)圖2、BTB®計(jì)量裝置組成：計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)軟件、通訊接口單元、現(xiàn)場處理器、溫度傳感器、3051s壓力變送器雙差壓變送器液位計(jì)系統(tǒng)軟件界面3.功能簡介1.動態(tài)反映罐內(nèi)油品的液位、水高、、水份、溫度2.計(jì)算油品的質(zhì)量、體積、密度、標(biāo)準(zhǔn)密度及標(biāo)準(zhǔn)體積3.實(shí)時圖文顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)4.提供罐群巡檢、單罐計(jì)量、手工計(jì)算等功能5.異常事件監(jiān)視與預(yù)、報(bào)警（液位超限、溫度超限、漏油等）6.儲罐計(jì)量數(shù)據(jù)保存及事件記錄7.根據(jù)用戶需求查詢8.計(jì)量報(bào)表的生成和打印4.特點(diǎn)簡述構(gòu)成現(xiàn)場總線式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最基本的數(shù)字平臺系統(tǒng)可接入采用HART協(xié)議或RS485的任何公司的產(chǎn)品及其它各種通訊方式的儀表，具有系統(tǒng)升級能力。系統(tǒng)安裝方便，調(diào)試及維修簡單。整個罐群電纜鋪設(shè)只需一根四芯電纜采用串行并接方式連接，可大大地減少電纜材料及電纜鋪設(shè)人工費(fèi)用。每一個油罐自組成獨(dú)立的計(jì)量子系統(tǒng)，可脫離上位機(jī)實(shí)時顯示罐前的計(jì)量參數(shù)。5.與傳統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)比較傳統(tǒng)系統(tǒng)測量密度需要人工采樣進(jìn)行分析，再做平均不能做到整個罐體的平均密度。畢托巴®計(jì)量系統(tǒng)通過混合法測量密度方法（P=ρgh）計(jì)算密度，取代人工采樣，保證罐體內(nèi)總的平均密度。罐體液位壓力由于壓力變送器量程的問題在低液位是誤差較大，計(jì)量不準(zhǔn)確，我公司配置雙變送器，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，等量切換，解決切換時出現(xiàn)跳變，保證計(jì)量的準(zhǔn)確。本裝置基于GB/T 25964-2010《石油和液體石油產(chǎn)品采用混合式油罐測量系統(tǒng)測量立式圓筒形油罐內(nèi)油品體積、密度和質(zhì)量的方法》開發(fā)，所制定的解決方案涵蓋上述標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的混合式油罐測量系統(tǒng)（HTMS）計(jì)量方法，同時在該方法基礎(chǔ)上予以改進(jìn)，提供改進(jìn)計(jì)量模式供使用者選擇應(yīng)用。本裝置所使用計(jì)算過程同時參考GB/T 19779-2005《石油和液體石油產(chǎn)品油量計(jì)算靜態(tài)計(jì)量》。以往的HTMS系統(tǒng)在低液位工況下的質(zhì)量計(jì)量方面存在誤差過大而不滿足交接計(jì)量的問題，本裝置用于對HTMS系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)全液位工況的自動計(jì)量。6.設(shè)備技術(shù)指標(biāo)對于已有高精度液位測量、溫度測量的罐區(qū)，BTB®油罐自動計(jì)量系統(tǒng)提供包括RS485等通訊協(xié)議在內(nèi)的有線/無線接入方式；對于未安裝液位計(jì)量、溫度測量的罐區(qū)，BTB®油罐自動計(jì)量系統(tǒng)提供配套高精度液位、溫度計(jì)量儀表；使用BTB®特有超高精度差壓變送器。當(dāng)液位較低時，傳統(tǒng)的HIMS系統(tǒng)中密度和質(zhì)量測量的誤差相對較大，以柴油測量為例，當(dāng)液位為4米時，誤差已達(dá)0.293%，已不符合交接計(jì)量的要求，主要原因是P1的測量誤差增大所至，BTB系統(tǒng)采用關(guān)鍵技術(shù)：采用雙P1模式（二臺不同測量范圍的壓力變送器，解決雙信號自動處理技術(shù)），大限度減小低液位時的測量誤差。系統(tǒng)配置了包括罐底形變等系列誤差的自動修正，完美的提高了計(jì)量精度。介質(zhì)商業(yè)質(zhì)量測量精度：±0.14%FS 系統(tǒng)可測介質(zhì)液面高度精度：±1mm 介質(zhì)溫度測量精度： ≤0.5℃ 測量平均密度精度： 0.2% 實(shí)時報(bào)警：二級高低液位報(bào)警、進(jìn)出油狀態(tài)報(bào)警、計(jì)量參數(shù)報(bào)警、漏油報(bào)警、系統(tǒng)故障報(bào)警等。7.基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置1.1.油罐基礎(chǔ)參數(shù)（預(yù)設(shè)參數(shù)）：參數(shù)名稱參數(shù)選項(xiàng)/說明量綱/單位備注油罐類型固定頂罐、外浮頂罐、內(nèi)浮頂罐；浮頂（盤）質(zhì)量0.0~99000.0Kg/千克僅適用于浮頂罐（內(nèi)、外）臨界區(qū)高度0．000-10．000M/米表明浮頂下降的最低高度（起浮點(diǎn)），僅適用于浮頂罐（內(nèi)、外）支腿高度0．000-10．000M/米表明浮頂支腿高度，僅適用于浮頂罐（內(nèi)、外）罐壁類型保溫、非保溫罐壁材質(zhì)鋼制（A、低碳鋼、B、304 不銹鋼、C、316 不銹鋼、D、 17-4PH 不銹鋼）油罐標(biāo)定溫度0．00-100．00攝氏度罐容表的標(biāo)定溫度，從罐容表上直接獲得。1.2.油品基礎(chǔ)參數(shù)（預(yù)設(shè)參數(shù)）參數(shù)名稱參數(shù)選項(xiàng)/說明量綱/單位備注油品類型原油、液體石油產(chǎn)品、潤滑油1.3. 環(huán)境/其他參數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)選項(xiàng)/說明量綱/單位備注重力加速度油罐所處地區(qū)的重力加速度M/s^2游離水高度計(jì)算油品質(zhì)量時需減掉該高度對應(yīng)的油罐容積M/米環(huán)境（大氣）溫度油罐所處環(huán)境溫度℃/攝氏度環(huán)境（大氣）壓力油罐所處環(huán)境大氣壓力Pa/帕環(huán)境（大氣）密度根據(jù)大氣壓力、溫度計(jì)算獲得Kg/m³蒸氣物性參數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)壓力、標(biāo)準(zhǔn)溫度、標(biāo)準(zhǔn)密度）計(jì)算蒸汽參數(shù)時需要用到氣體壓縮公式（壓力 *體積/溫度=常數(shù)），用來算蒸氣實(shí)際密度8.關(guān)于采集參數(shù)采集信號說明存在有兩種測量方式，對應(yīng)于差壓表 P2 是否存在的情況。原方案中的（1），是無 P2 存在情況；原方案中的（2）是有 P2 存在的情況。現(xiàn)階段優(yōu)先使用（1），通過提高壓力表精度和量程切換的方式提高系統(tǒng)計(jì)量精度。示意圖如下：采集傳感器數(shù)據(jù)：參數(shù)名稱設(shè)置方式參數(shù)選項(xiàng)/說明量綱/單位備注環(huán)境（大氣）壓力（可選）4~20mA 信號Pa蒸氣壓力4~20mA 信號罐內(nèi)氣相空間內(nèi)壓力Pa油品壓力（P1 位置）4~20mA 信號P1 位置（高度）油品壓力Pa油品壓力（P2 位置）4~20mA 信號P2 位置（高度）油品壓力Pa油品液位0~20mA 信號獲得油品液位高度M油品溫度（平均溫度）0~20mA 信號自動溫度傳感器℃油品溫度（多點(diǎn)溫度）0~20mA 信號自動溫度傳感器℃蒸氣溫度（平均溫度）0~20mA 信號油品平均溫度℃9.計(jì)算過程計(jì)算過程中所用參數(shù)盡量使用文字描述或帶有文字說明，開發(fā)時請?jiān)O(shè)置編碼，避免混淆。計(jì)算流程（1）使用油品壓力、蒸氣壓力等計(jì)算油品計(jì)量密度（真空中）Dobs，根據(jù)計(jì)量密度和油品平均溫度，查標(biāo)準(zhǔn)密度表獲得標(biāo)準(zhǔn)密度 Dref；（2）由油水總高（液位高度）查油罐容積表，得到總計(jì)量體積（Vto）；（3）扣除用游離水高度查油罐容積表得到的游離水體積（Vfw）；（4）應(yīng)用罐壁溫度影響的修正系數(shù) CTSh 得到毛計(jì)量體積 Vgo；對于浮頂罐，需要從中扣除浮頂排液體積（Vfrd）；（5）將毛計(jì)量體積（Vgo）修正到標(biāo)準(zhǔn)溫度，得到毛標(biāo)準(zhǔn)體積（Vgs）；（6）用沉淀物和水（SW）的修正值（CSW）修正毛標(biāo)準(zhǔn)體積，得到凈標(biāo)準(zhǔn)體積（Vns），注：除非有特殊要求的，否則這一步在原油和石油計(jì)量中可以省略，通常情況下 Vgs=Vns；（7）用油品計(jì)量密度 Dobs 乘上毛計(jì)量體積 Vgs 獲得油品在真空中的質(zhì)量 mv（蒸氣質(zhì)量可忽略）；（8）使用環(huán)境大氣密度（1.1kg/m³）計(jì)算獲得油品在空氣中的凈表觀質(zhì)量（ms）。詳細(xì)計(jì)算步驟說明（一）使用油品壓力、蒸氣壓力等計(jì)算油品計(jì)量密度（真空中）Dobs，根據(jù)計(jì)量密度和油品平均溫度，查標(biāo)準(zhǔn)密度表獲得標(biāo)準(zhǔn)密度 Dref；油品標(biāo)準(zhǔn)密度由油品計(jì)量密度 Dobs 和油品平均溫度，直接通過油品標(biāo)準(zhǔn)密度表（59A、B）就可以查詢獲得。（二）由 ALG 獲得液位信號，轉(zhuǎn)換為液位數(shù)據(jù)，按如下方式計(jì)算總計(jì)量體積 Vto；（三）游離水高度 Hfw 通過鍵盤輸入（預(yù)設(shè)），在實(shí)際使用時是通過操作人員根據(jù)油罐的檢查窗的標(biāo)高輸入。根據(jù)罐容表可以直接獲得游離水的體積 Vfw。（四）應(yīng)用罐壁溫度影響的修正系數(shù) CTSh 得到毛計(jì)量體積 Vgo；對于浮頂罐，需扣除浮頂排液體積（Vfrd）。按如下方式計(jì)算修正系數(shù) CTSh，暫時不考慮溫度對液位測量的影響。油品標(biāo)準(zhǔn)密度由油品計(jì)量密度 Dobs 和油品平均溫度，直接通過油品標(biāo)準(zhǔn)密度表（59A、B）就可以查詢獲得。VCF 由標(biāo)準(zhǔn)密度和油品平均溫度，直接通過油品體積修正系數(shù)表（60A、B）就可以查詢獲得。（五）將毛計(jì)量體積（Vgo）修正到標(biāo)準(zhǔn)溫度，得到毛標(biāo)準(zhǔn)體積（Vgs）；VCF 由標(biāo)準(zhǔn)密度和油品平均溫度，直接通過油品體積修正系數(shù)表（60A、B）就可以查詢獲得。Vgs= Vgo*VCF（六）用沉淀物和水（SW）的修正值（CSW）修正毛標(biāo)準(zhǔn)體積，得到凈標(biāo)準(zhǔn)體積（Vns），注：除非有特殊要求的，否則這一步在原油和石油計(jì)量中可以省略，通常情況下 Vgs=Vns；（七）用油品計(jì)量密度 Dobs 乘上毛計(jì)量體積 Vgs 獲得油品在真空中的質(zhì)量 mv（蒸氣質(zhì)量可忽略），即計(jì)算質(zhì)量：mv=Dobs*Vgs或通過使用凈標(biāo)準(zhǔn)體積（Vns）乘以標(biāo)準(zhǔn)密度（Dref）獲得標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量/計(jì)算質(zhì)量。（八）使用環(huán)境大氣密度（1.1kg/m³）計(jì)算獲得油品在空氣中的凈表觀質(zhì)量（ms）。

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