储罐流量计在大型食用植物油库复核计量系统中的甄选与配置
发布日期:2017-10-12 10:30:14
食用植物油的储存需要大量的储罐,对于油库内的存品油的计量和定期的复核是油库重要的日常工作之一,如何针对中央储备油接收、发放、储存的计量精准性需要,设计了由载体计量、管道计量、储罐计量构成的三级复核式计量体系,本文就其系统设施甄选与组合配置进行探讨。
      中储粮襄樊油库共有11座大型储油罐,配备有每小时120 t铁路、每小时100 t公路油脂收(发)物流回路。为有效的提高计量精度和工作效率,减少人为误差及人员劳动强度,在油库建设中,进行了油库自动复核计量体系设施甄选与组合配置及管理系统构建的尝试。
  1油库自动复核计量体系的配置设计
      中央储备油库在储存、轮换和应急调动中对油脂接收、发放的计量精准与速度有着严格的要求。传统的油脂计量工作以手工打尺和载体计量为主要方式,在载体计量出人库数量的基础上,对储油罐每一次人油、出油、倒罐或日常检查,都要由人工按规程测量液位高度、罐内油脂温度(t油),扦取油样后,到环境温度相对稳定的场所,使用温度计、密度计测取室内油脂温度(t室油)和密度(P室油),按公式
  (1)计算罐内油脂实际密度(P罐油):
        P罐油=P室油+0. 00064 x ( t室油一t罐油)川
      计算出罐内油柱体积(V罐内油柱体积),最后计算罐内油脂库存数量(w):
                w二V罐内油柱体积xp罐油(2)
      根据载体计量结果和上述计算结果填写装车记录单、储油罐动态账卡等;最终根据储油罐动态账卡,按日、旬、月、季、年和储罐、品种分别统计出包括人库量、出库量、损耗量以及各储罐当前的库存信息。由于手工测量计算计量方式工序繁杂,存在着人员劳动强度大、容易出现误差、计算精度低、速度慢、信息滞后等问题。
  中储粮襄樊油库的复核式计量体系设计框架,由罐内静态计量、管道动态计量、载体分析计量等三部分构成。即在罐内安装罐内雷达液位计量装置,对在库油脂进行静态计量;在输油管道安装管道质量流量计,对在接收、发放油脂进行动态计量;设汽(火)车磅秤计量装置,对出人库油脂进行载体计量。以此形成相互复核认证计量流程,以计算机管理系统取代人工系统,在连续、高速地完成油脂计量工作的同时,还可自动完成相关计量记账与报表填写工作。
  2油库自动复核计量体系的设施甄选   
目前,油罐自动计量方法、管道流量计量方法和汽(火)车载体计量装置种类繁多,在应用中的效果也不尽相同。为此,中储粮襄樊油库从原理、性能及数据处理上各自特点的分析人手,进行复核计量系统的配置优选与设施甄别。
  2. 1油罐自动计量设置的甄选    目前,食用植物油罐使用的自动计量方法从原理和性能上可归结为以下3类:
      (1)液位计法(ATG法)液位计法是通过安装在油罐上的液位计,测量罐内油脂的液位,通过计算获得油脂的重量。目前液位计的种类主要有两种:一种是测量罐内空间高度,如雷达液位计、超声波液位计等,通过用液位计的安装高度减去所测得的空间高度得到液位高度;另一种是直接测量液位高度,如钢带浮子液位计等。
      (2)静压法(HTG法)静压法的测量原理,是通过安装在油罐底部压力传感器测量罐内液体的压强,再根据罐体的截面积即可计算出罐内油脂的重量。静压法的详细计算公式见中华人民共和国国家计量检定规程JJG759-1997《静压法油罐计量装置》。静压法测量的特点是:①罐内油脂质量直接由底部压力传感器测量获得,不受密度、温度等参数的变化误差的影响,计量精度高;②无活动部件,可靠性高。
      (3)混合法(HIMS法)混合法是将液位计法与静压法相结合,通过安装的液位计直接测量得到罐内油脂的液位,再通过安装在底部的压力传感器测量得出油脂压强,综合计算得出罐内油脂的质量,是食用油储罐自动计量系统中功能最全面、测量精度最高、可靠性最好、理论性最优的计量方法,但造价较高。
      不同油罐计量方法的技术方案比较见表1
      中储粮襄樊油库采用了雷达液位计与多点测温传感技术、密度自动补偿系统相结合提高计量精度的设计方案,通过计算机可自动得到液位、点油温、平均油温、点密度、平均密度、储油质量等所需的所有物理参数,即以雷达液位计测得储罐内油柱高度、多点温度计测得储罐内油脂温度,系统自动计算出储罐内油脂密度,最终获得精度较高的储罐内油脂数量。
  2. 2管道自动计,设置的甄选
      随着现代科技的发展,测量管道流体流量的流量计发展纷繁,但常用的可归纳为两大类:
      (1)按流量计采用的测量原理分类如差压式、转子式、冲量式、可动管式、质量式、靶式、涡轮式、旋涡式、涡街式、皮托管式、容积式、堰(槽)式等力学原理流量计;电磁流量计、差动电容式、电感式、应变电阻式、超声波式、冲击波式等电学原理流量计;热量式、直接量热式、间接量热式等热学原理流量计;激光式、光电式等光学原理流量计;核磁共振式、核辐射式等物理原理流量计等等。
      (2)按流量计的结构原理分类如使用容积结构的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞流量计、刮板式流量计、伺服式容积流量计、皮膜式流量计和转筒流量计;使用叶轮结构的叶轮式流量计;使用差压结构的变压降式流量计;使用变面积式结构的等压降式流量计;使用动量结构的靶式和转动翼板式流量计;使用冲量结构位移检测型和直接测力型流量计;使用电磁结构的流电磁流量计;使用超声波的超声波流量计和利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计、流体振荡式流量计、质量流量计等。
      考虑油脂温度、压力等运行介质参数变化,易造成计量值失真的问题,我们采用温度压力补偿式质量流量计,利用油脂温度、压力与密度间的关系,将温度、压力函数换算为密度,与容积流量相乘而得到质量流量,实现了油脂温度、压力对油脂密度的补偿,使之具有良好的计量精准度。
  2. 3载体自动计量设置的甄选
      中储粮襄樊油库的载体计量,包括数字式电子汽车地中衡和数字式电子火车轨道衡,以及与之相匹配的打印重量数据表单的打印机、称重仪表、远距离读数大屏幕和数据管理及信息传输的计算机管理系统。其特点为:
      (1)数字化通信,解决了电缆传输信号弱、易受干扰、造成系统工作不稳定导致计量准确性降低的问题。
      (2)智能化技术,解决了电子地磅受载体偏载、温度影响和时间效应蠕变等问题,一致性好,互换性高,并具有故障自动诊断提示功能,简化了秤体的现场安装调试、标定、调整。
      (3)数字化校准技术,使用标准串行输出数据接口,强度高、互换性好,适应任何恶劣的工作环境,与大屏幕显示器或计算机相连接,直接显示并储存称重过程的日期、时间、车号以及车号的毛重、皮重、净重、货号、序号、车号等称重记录,同步形成分类统计的日报表、月报表等相关报表。
  3油库自动复核计量系统
      油库自动复核计量系统配置的功能目标是提高工作效率和计量精度,减少或避免计量差错,提升整体计量工作的管理水平,提高企业效益。
  3. 1动态计t管理系统
      满足包括以油罐汽车、油罐火车为运输方式的出人库需要,以及油罐间油脂移库和罐容管理的需要。其中油罐汽车、油罐火车采用100 mm口径收油软管、发油鹤管与管道流量计配接,对相关操作岗位匹配相应的权限,使系统参数设置等管理权限与业务操作权限分离。现场人员通过计算机定量遥控控制人库、出库,减少人为因素干扰,保证收(发)油过程可靠。计算机可将管道流量计数据与载体计量数据、储罐计量数据相互核对,自动形成详细准确的业务日志和报表,使计量系统数据相关联,构成完整的计量流程数据可追踪和审核链。系统还集成了各种控制功能,如油罐进(出)油操作与液位之间的联锁、泵与阀门的联锁等。
  3. 2罐区管理系统
      (1)动态显示储罐储油信息,包括各储罐油脂品名、液面高度、多点截面油脂温度,以及对油脂密度自动补偿计算的罐存油量;
      (2)信息报警装置,包括:罐或管道泄漏、液位超高等异常状况时发出的声光报警信号;
      (3)罐区设备状态监控信息,包括:阀门、油泵、管路等设备工作状况;
      (4)报表信息,包括:各储罐收、发油数据、日检查表以及库存历史数据查询,并显示其历史趋势曲线,还可根据历史数据完成各种统计和计算如历史库存量、进出油量等。
  3. 3系统应用流程
      通过以上计量设备的组合配置,形成由载体计量、管道计量、储罐计量构成的三级复核式计量系统。
      (1)油脂人库三级计量流程
      汽(火)车来油,首先通过数字式电子汽车地中衡(或数字式电子火车轨道衡)计量毛重,运用罐内雷达液位计量装置计量人油前罐内油脂数量;其次通过与油泵相联的管道质量流量计,结合人油作业完成一级计量;油脂人罐油待所含空气和泡沫消散后,运用罐内雷达液位计量装置计量人油后罐内油脂数量,完成二级计量;最后,将空车通过数字式电子汽车地中衡(或数字式电子火车轨道衡)计量皮重,自动计算净重,完成三级计量。
      (2)油脂出库三级计量流程
      首先空车通过数字式电子汽车地中衡(或数字式电子火车轨道衡)计量皮重,运用罐内雷达液位计量装置计量发油前罐内油脂数量;使用管道质量流量计将油脂打人槽车,完成一级计量;使用罐内雷达液位计量装置计量发油后罐内油脂数量,完成二级计量;最后,使用数字式电子汽车地中衡(或数字式电子火车轨道衡)计量皮重,自动计算净重,完成三级计量。
      其中,在由载体计量、管道计量、储罐计量构成的三级复核式计量体系中,若上下级计量值误差大于允许值时,计算机系统将自动报警,并且不打印出(人)库单据、报表,供业务人员分析查找原因,以确保计量数据的真实性和客观性。
  4油库计量系统的配置评价
  4. 1系统的可靠性
      中储粮襄樊油库的11个储油罐,均经由国家大容器计量检定部门进行了罐容检定,并颁发有毫米级罐容计量表,火车槽车采用全国通用的铁路罐车容积表,符合国家计量部门的要求,输油管道质量流量计和汽(火)车磅秤计量装置均取得计量管理部门的鉴定证书,为计算机计量系统初始化时罐容数据的输人提供了准确依据。同时,通过计算机计量系统,将载体计量、管道计量、储罐计量在三级计量平行运行过程中的计量结果打印并在屏幕上显示,以便对照验证。
  4. 2系统的坚固性
      在计算机系统中建有合理的数据系统,如员工误操作输人了不合理的数据,系统能够做出适当的处理。例如本系统分别建立每一个储油罐号、当前储存油脂品名等信息文件,并建有自动纠错报警功能,若输人进油的液面高度超过油罐标定允许最大高度时,系统将及时判断出数据的错误,强制中断本次操作,由系统做出提示,要求重新操作。
  4. 3系统的实用性
      (1)计算速度快,一次计算作业只需几分钟即可完成,并可同步及时准确地提供出相关的数据信息报表。
      (2)提高了计量准确度,减轻了工人和管理人员的劳动强度,避免了人工计算失误可能造成的损失。
      (3)易学易用,业务人员可以在中文信息的提示下正确操作,不必进行专门培训。
      (4)可以及时获得最新的罐存信息,及时掌握人库、出库、在库等准确数据,可打印和查询统计报表、历史记录,为经营决策提供可靠依据。
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