浮球液位計(jì)交接方式與計(jì)量技術(shù)的現(xiàn)狀和展望

石油是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的重要能源基礎(chǔ)，浮球液位計(jì)是石油行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中的核心環(huán)節(jié)之一。由于石油在運(yùn)輸以及存儲(chǔ)中的特殊性，因此對(duì)計(jì)量交接方式和浮球液位計(jì)技術(shù)提出了較高的要求，浮球液位計(jì)技術(shù)以及交接方式也將直接關(guān)系到浮球液位計(jì)工作的性。必須不斷加強(qiáng)在這方面的研究和技術(shù)應(yīng)用，以促進(jìn)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    1　我國(guó)浮球液位計(jì)中目前采用的交接方式分析
    1.1 我國(guó)浮球液位計(jì)交接方式現(xiàn)狀
    隨著我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前在浮球液位計(jì)交接方式方面已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了與石油貿(mào)易的有效銜接。在我國(guó)國(guó)內(nèi)石油市場(chǎng)上，油田、石油加工企業(yè)以及石油產(chǎn)品銷售的原油以及成品油貿(mào)易通常采用的是質(zhì)量交接方式，而當(dāng)石油企業(yè)需要在石油市場(chǎng)上進(jìn)行原油以及成品油的貿(mào)易時(shí)，則采用體積交接方式（如圖 1 所示）。其中體積法主要指的將石油體積作為計(jì)量基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行石油的計(jì)量計(jì)算。體積質(zhì)量法則主要是指在完成了石油體積的測(cè)量后，再綜合油品密度以及溫度等因素，利用計(jì)算公式來(lái)對(duì)油品的標(biāo)準(zhǔn)體積、密度以及總質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。這種計(jì)算方法對(duì)密度以及溫度等影響進(jìn)行了全面的考慮，其計(jì)量的準(zhǔn)確性比較高。在對(duì)石油進(jìn)行計(jì)量交接時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)密度以及環(huán)境溫度會(huì)影響其體積和質(zhì)量，然而對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)體積以及表觀質(zhì)量來(lái)說(shuō)，計(jì)量體積和溫度則是相同的。標(biāo)準(zhǔn)密度不僅會(huì)對(duì)計(jì)量體積和溫度產(chǎn)生明顯的影響，也會(huì)影響表觀質(zhì)量 [1]。所以即使在相同條件下對(duì)同一批油品進(jìn)行計(jì)量時(shí)，采用質(zhì)量交接方式與體積交接方式相比，其準(zhǔn)確性會(huì)略低一些。不過在采用人工方式來(lái)計(jì)量石油體積時(shí)，容器形狀等因素也可能會(huì)影響計(jì)量的精度。

    1.2 不同交接方式的對(duì)比分析
    1.2.1 采用體積法交接
    在采用體積法交接石油時(shí)，可以將體積測(cè)量結(jié)果直接作為定價(jià)依據(jù)，從而減少了油品密度在轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生變化而對(duì)油品價(jià)格的影響，同時(shí)這種交接方式也比較容易操作。不過石油體積同樣也會(huì)受到環(huán)境溫度等多種因素的影響，在交接實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境溫度改變 1oC 時(shí)，石油體積將隨之發(fā)生 0.07% 的變化，因此在測(cè)量時(shí)必須高度重視對(duì)溫度等環(huán)境因素的監(jiān)測(cè)，而目前所主要采用的手工測(cè)量方法對(duì)溫度變化無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量 [2]。

    1.2.2 采用體積質(zhì)量法交接
    而在采用體積質(zhì)量法進(jìn)行石油交接時(shí)，對(duì)于石油體積與環(huán)境溫度之間的關(guān)系進(jìn)行了充分的考慮，因此這種計(jì)量交接方式更加合理。這主要是由于石油質(zhì)量受溫度、密度以及壓力因素的影響比較小。目前在實(shí)踐應(yīng)用中雖然還存在在石油體積測(cè)量計(jì)算精度方面的局限性，但是隨著自動(dòng)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計(jì)量精度將得到明顯的提高。

    2　我國(guó)浮球液位計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀分析
    2.1 浮球液位計(jì)的靜態(tài)計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀
    現(xiàn)階段石油的計(jì)量技術(shù)主要包括靜態(tài)計(jì)量技術(shù)以及動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)這兩大類型。所謂靜態(tài)計(jì)量技術(shù)是指在靜止?fàn)顟B(tài)下計(jì)量石油的技術(shù)方法，該技術(shù)主要應(yīng)用在對(duì)臥式或立式油罐，以及石油罐車等石油儲(chǔ)運(yùn)方式中的計(jì)量工作。在計(jì)量時(shí)可以采用傳統(tǒng)的人工計(jì)量技術(shù)以及自動(dòng)化的儀表計(jì)量技術(shù)等。

    2.1.1 采用人工計(jì)量技術(shù)
    在采用人工方式進(jìn)行計(jì)量時(shí)，其主要是利用人工投尺方式來(lái)對(duì)油品的密度、液面高度以及溫度等進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)還需要對(duì)大氣溫度以及水位高度等進(jìn)行測(cè)量，并通過計(jì)算公式對(duì)油品表觀質(zhì)量進(jìn)行求取。

    2.1.2 采用儀表自動(dòng)化計(jì)量技術(shù)
    隨著浮球液位計(jì)技術(shù)的發(fā)展，在油品測(cè)量工作中開始逐步引入了傳感技術(shù)、微電子、超聲波以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等新型的技術(shù)手段，有效地提高了浮球液位計(jì)的精度和效率?，F(xiàn)階段應(yīng)用比較廣泛的自動(dòng)計(jì)量技術(shù)主要有靜壓法、液位法以及混合計(jì)量等技術(shù)方法。靜壓法主要指的是利用溫度以及壓力傳感器來(lái)構(gòu)成自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)來(lái)對(duì)油品靜壓力來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并利用計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行油品表觀質(zhì)量的計(jì)算 [3]。所謂液位法主要是通過液位計(jì)量系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行浮球液位計(jì)。在ATG 中主要包括 ATT 和 ALG 兩部分，并通過計(jì)算計(jì)系統(tǒng)利用磁致伸縮、伺服式以及光導(dǎo)式等測(cè)量技術(shù)來(lái)對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量，并自動(dòng)完成對(duì)石油體積的計(jì)算。這種測(cè)量技術(shù)主要適用于浮球液位計(jì)的體積交接方式。而混合法主要是綜合利用 HTG 以及 ATG 的計(jì)量技術(shù)，其能夠?qū)κ蛢?chǔ)罐進(jìn)行高精度的測(cè)量計(jì)算，并能夠廣泛地適用于國(guó)內(nèi)外石油貿(mào)易的不同交接方式，因此成為了浮球液位計(jì)技術(shù)的重要發(fā)展方向。

    2.2 浮球液位計(jì)的動(dòng)態(tài)計(jì)量技術(shù)現(xiàn)狀
    所謂動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)則是指在流動(dòng)的動(dòng)態(tài)條件下來(lái)進(jìn)行浮球液位計(jì)的技術(shù)方法，例如流量計(jì)量技術(shù)主要是通過流量測(cè)量?jī)x表來(lái)對(duì)流體數(shù)量進(jìn)行測(cè)量。目前在石油的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)以及貿(mào)易交接中已經(jīng)開始廣泛地應(yīng)用流量計(jì)量技術(shù)。實(shí)踐應(yīng)用中比較常見的主要有質(zhì)量式、容積式以及速度流量計(jì)等類型，不同類型流量計(jì)的測(cè)量原理基本相應(yīng)，都主要是在對(duì)油品體積量進(jìn)行測(cè)量的基礎(chǔ)上，再結(jié)合密度以及溫度等因素進(jìn)行質(zhì)量換算。其中質(zhì)量流量計(jì)由于能夠直接對(duì)油品真空質(zhì)量的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行輸出，并具有較高的測(cè)量精度，能夠很好地滿足浮球液位計(jì)的需要，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。流量計(jì)不僅能夠?qū)κ偷馁|(zhì)量流量進(jìn)行測(cè)量，還可以同時(shí)對(duì)流體的密度、溫度以及壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，不過流量計(jì)對(duì)油品的油氣比有較高的要求，一旦油氣比大于 5%，就會(huì)影響其測(cè)量精度 [4]。

    3　浮球液位計(jì)交接方式與計(jì)量技術(shù)的展望
    3.1 浮球液位計(jì)交接方式與計(jì)量技術(shù)將不斷提高自動(dòng)化水平
    在應(yīng)用手動(dòng)方式來(lái)對(duì)石油進(jìn)行計(jì)量時(shí)，對(duì)計(jì)量技術(shù)的要求比較高，而計(jì)量精度也比較容易受到人為因素的影響。特別是在對(duì)圓柱體、半圓柱體以及長(zhǎng)方體等不同罐裝容器型式內(nèi)的石油進(jìn)行計(jì)量時(shí)，人工計(jì)算方法會(huì)存在較大的難度 [5]。另外，在完成測(cè)量后進(jìn)行換算時(shí)，也會(huì)由于對(duì)壓力以及溫度等外界因素缺乏準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)而影響到較終的計(jì)量結(jié)果。雖然誤差率可能比較小，然而由于石油貿(mào)易屬于大規(guī)模貿(mào)易行為，即使極小的偏差也會(huì)形成較大的誤差量。所以未來(lái)的浮球液位計(jì)必須不斷向自動(dòng)化以及智能化方向發(fā)展，以減少人為因素所產(chǎn)生的誤差，同時(shí)還要在浮球液位計(jì)中積極引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)浮球液位計(jì)以及石油儲(chǔ)運(yùn)過程的智能化監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，以促進(jìn)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

    3.2 浮球液位計(jì)交接方式與計(jì)量技術(shù)將不斷提高計(jì)量精度
    雖然在浮球液位計(jì)中已經(jīng)開始應(yīng)用了自動(dòng)流量計(jì)量表等自動(dòng)化的計(jì)量設(shè)備，然而其應(yīng)用范圍仍相對(duì)較小，其主要的限制因素是目前在石油自動(dòng)計(jì)量技術(shù)以及設(shè)備方面尚不成熟，自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的應(yīng)用不僅需要較高的成本投入，而且在計(jì)量的精度方面也沒有達(dá)到石油貿(mào)易的實(shí)際需要。未來(lái)在新型浮球液位計(jì)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)石油貿(mào)易的特點(diǎn)以及實(shí)際需要不斷提高自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的精度，并簡(jiǎn)化相關(guān)計(jì)量?jī)x表的操作。同時(shí)隨著自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)在石油產(chǎn)品的庫(kù)存管理以及貿(mào)易交接中的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的成本也將隨之降低，從而進(jìn)一步提高自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。

    4　總 結(jié)
    在石油產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，浮球液位計(jì)是核心環(huán)節(jié)之一，計(jì)量的精度將直接關(guān)系到對(duì)石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)于我國(guó)石油貿(mào)易以及整個(gè)石油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。因此必須加強(qiáng)對(duì)浮球液位計(jì)交接方式以及計(jì)量技術(shù)的研究，積極應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)量技術(shù)和儀器設(shè)備，不斷提高計(jì)量的性和操作的規(guī)范性，促進(jìn)浮球液位計(jì)不斷向自動(dòng)化以及智能化方向發(fā)展；同時(shí)要注意與石油貿(mào)易和計(jì)量方式的銜接，以推動(dòng)我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的化發(fā)展。