JJF 1440-2013 混合式油罐测量系统校准规范-(高清版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 4 4 02 0 1 3混合式油罐测量系统校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rH y b r i dT a n kM e a s u r e m e n tS y s t e m 2 0 1 3-1 1-2 8发布2 0 1 4-0 2-2 8实施国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布混合式油罐测量系统校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o rH y b r i dT a n kM e a s
2、u r e m e n t S ys t e mJ J F1 4 4 02 0 1 3 归 口 单 位:全国流量容量计量技术委员会 主要起草单位:中国石化销售有限公司计量管理站 参加起草单位:中国计量科学研究院中国石化销售有限公司华北分公司北京瑞赛长城航空测控技术有限公司 本规范委托全国流量容量计量技术委员会负责解释J J F1 4 4 02 0 1 3本规范主要起草人:刘国华(中国石化销售有限公司计量管理站)孙作森(中国石化销售有限公司计量管理站)参加起草人:刘子勇(中国计量科学研究院)康 强(中国石化销售有限公司华北分公司)王海波(中国石化销售有限公司华北分公司)董海风(北京瑞赛长城航空测
3、控技术有限公司)孟庆恺(中国石化销售有限公司计量管理站)J J F1 4 4 02 0 1 3目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和定义(1)4 系统概述(2)4.1 HTM S模式(2)4.2 混合处理器(5)5 计量特性(6)5.1 通用技术要求(6)5.2 自动液位计(6)5.3 自动油罐温度计(AT T)(7)5.4 压力变送器(7)5.5 系统整体要求(7)6 校准条件(8)6.1 校准环境条件(8)6.2 主要校准标准及配套校准设备(8)7 校准项目和校准方法(8)7.1 自动液位计(A L G)的校准(8)7.2 自动温度计(A T T)的校准(1 0)7.3
4、压力变送器的校准(1 0)7.4 油品质量校准(1 1)7.5 油品标准体积校准(1 2)8 校准结果的表达(1 2)9 复校时间间隔(1 2)附录A 测量准确度和不确定度分析(1 3)附录B 设备安装(2 0)附录C 校准证书封面及内页格式(2 6)附录D 校准记录表格(供参考)(2 8)J J F1 4 4 02 0 1 3引 言本规范是在参考I S O1 5 1 6 9:2 0 0 3 石油和液体石油产品 使用混合测量系统确定立式油罐内产品的体积、密度和质量(P e t r o l e u ma n dl i q u i dp e t r o l e u mp r o d u c t s
5、D e-t e r m i n a t i o no f v o l u m e,d e n s i t ya n dm a s so f t h eh y d r o c a r b o nc o n t e n t o f v e r t i c a l c y l i n d r i-c a l t a n k sb yh y b r i dt a n km e a s u r e m e n ts y s t e m s)、I S O4 2 6 6-1:2 0 0 2 石油和液体石油产品 储罐中液位和温度自动测量法 第1部分:常压罐中的液位测量(P e t r o l e u ma n
6、 d l i q u i dp e t r o l e u mp r o d u c t sM e a s u r e m e n t o f l e v e l a n d t e m p e r a t u r e i ns t o r a g e t a n k sb ya u-t o m a t i cm e t h o d sP a r t1:M e a s u r e m e n to f l e v e l i na t m o s p h e r i ct a n k s)、G B/T2 1 4 5 1.42 0 0 8 石油和液体石油产品 储罐中液位和温度自动测量法 第4部分
7、:常压罐中的温度测量内容的基础上编写的。本规范为首次制定。J J F1 4 4 02 0 1 3混合式油罐测量系统校准规范1 范围本规范适用于常压的混合式油罐测量系统(简称HTM S)的校准。2 引用文件本规范引用了下列文件:J J F1 0 0 1 通用计量术语及定义G B/T1 8 8 4 原油和液体石油产品密度实验室测定法(密度计法)G B/T1 8 8 5 石油计量表G B/T4 7 5 6 石油液体手工取样法G B/T8 9 2 7 石油和液体石油产品温度测量 手工法G B/T1 3 2 3 62 0 1 1 石油和液体石油产品 储罐液位手工测量设备G B/T1 3 8 9 4 石油
8、和液体石油产品液位测量法(手工法)G B/T1 8 2 7 32 0 0 0 石油和液体石油产品 立式罐内油量的直接静态测量法(HT G质量测量法)G B/T1 9 7 7 92 0 0 5 石油和液体石油产品油量计算 静态计量G B/T2 1 4 5 1.42 0 0 8 石油和液体石油产品 储罐中液位和温度自动测量法 第4部分:常压罐中的温度测量I S O4 2 6 6-1:2 0 0 2 石油和液体石油产品 储罐中液位和温度自动测量法 第1部分:常压罐中的液位测量(P e t r o l e u ma n dl i q u i dp e t r o l e u mp r o d u c
9、t sM e a s u r e m e n to fl e v e l a n dt e m p e r a t u r e i ns t o r a g et a n k sb ya u t o m a t i cm e t h o d sP a r t1:M e a s u r e m e n to fl e v e l i na t m o s p h e r i c t a n k s)I S O1 5 1 6 9:2 0 0 3 石油和液体石油产品 使用混合测量系统确定立式油罐内产品的体积、密度和质量(P e t r o l e u ma n dl i q u i dp e t r
10、 o l e u mp r o d u c t sD e t e r m i n a t i o no fv o l-u m e,d e n s i t ya n dm a s so f t h eh y d r o c a r b o nc o n t e n t o f v e r t i c a l c y l i n d r i c a l t a n k sb yh y b r i dt a n km e a s u r e m e n t s y s t e m s)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范
11、。3 术语和定义3.1 混合式油罐测量系统 h y b r i dt a n km e a s u r e m e n t s y s t e m(HTM S)由自动液位计(A L G)、自动油罐温度计(AT T)以及液体静压测量系统组成的用于测量油罐内石油及石油产品的体积和(或)质量的自动计量系统。3.2 稳液管 s t i l l i n g-w e l l油罐内用于安装自动液位计的垂直带孔的管,可起到减少由于液体紊流、表面层流1J J F1 4 4 02 0 1 3或液体搅动以及罐体随液位变化引起的计量误差的作用。3.3 自动油罐温度计 a u t o m a t i c t a n k
12、t h e r m o m e t e r(A T T)能够连续测量油罐内温度的仪器。通常包括温度传感器、温度变送器及接收/数显装置。3.4 混合处理器 h y b r i dp r o c e s s o r根据HTM S测得的液位、温度、压力的测量数据和油罐参数计算出罐内油品密度、体积、质量的计算装置。3.5 混合法参照点 h y b r i dr e f e r e n c ep o i n t在油罐壁外侧,用于测量混合法中压力传感器位置而标注的一个稳定、清晰的点。注:混合法参照点应相对于油罐的下计量基准点进行测量。4 系统概述混合式油罐测量系统主要由四部分组成:自动液位计(A L G)
13、、自动油罐温度计(A T T)、压力变送器和混合处理器。混合式油罐测量系统构成原理图,参见图1。混合式油罐测量系统主要是先通过A L G直接测量油罐内的油高和水高,A T T测量油罐内油品温度,并通过压力变送器测量油罐内油品静压力,然后将所测得的参数传输到混合处理器计算出油罐内油品的密度、体积和质量。图1 混合式油罐测量系统构成原理图hb是变送器P1受力中心到混合法参照点之间的垂直距离;ho是从油罐下计量基准点到混合法参照点之间的垂直距离;ht是变送器P1和P3膜片上的受力中心之间的垂直距离4.1 HTM S模式HTM S的测量和计算定义为两种模式,它一方面取决于用户以标准体积或质量为主要数据
14、的要求,另一方面也取决于油品的特性(密度一致或密度分层)。这些HTM S模式(模式1和模式2)应由用户根据使用目的和油品的特性自行配置。校准机构依据2J J F1 4 4 02 0 1 3用户条件选择应用模式1或者模式2。4.1.1 HTM S模式1HTM S模式1适用于以体积为交接依据的模式。当液位超过预定的液位hm i n时,模式1连续计算油罐内液体的平均密度。低于hm i n时,模式1用户使用液位超过hm i n时最后计算的标准密度。另外,低于hm i n时,如果油品分层或油罐里输入新的油品,2 0可以人工输入。表1(计算方法A)和表2(计算方法B)分别规定了液位高于hm i n和低于h
15、m i n时,模式1所需的HTM S测量与计算方法。表1 H TM S测量数据与计算公式一览表 计算方法A参数测量或计算方法油品液位(L)由A L G测量油品平均温度(t)由AT T测量油品计量密度(t)用注5公式计算标准密度(2 0)先将t修正到相当于玻璃密度计的视密度(修正公式见S H/T0 6 0 4),然后查石油计量表的标准密度表获得,或者用迭代法由t和t计算出(注4)体积修正系数(V C F)由V C F=t/2 0计算计量体积(Vt)从A L G测得的L和罐表计算(注3)标准体积(V2 0)由V2 0=VtV C F计算质量(真空中)由质量(真空中)=Vtt计算质量(空气中)由质量
16、(空气中)=V2 0(2 0-1.1)计算 注:1 此表仅适用于模式1在hm i n点或以上的高度。2 此表仅适用于模式2在P1“断开液位”以上的所有高度。3 先从罐内液体的总计量体积中扣除游离水。4 如果用HTM S测量密度是不可靠的或不存在的,可以手工测量。5t=v+p1-p3-g(v-a)htg(L-Z)式中:t 真空中的液体计量密度,k g/m3;L A L G液位读数,m;Z hb+ho,m;hb 变送器P1受力中心到混合法参照点之间的垂直距离,m;ho 从油罐下计量基准点到混合法参照点之间的垂直距离,m;g 当地重力加速度,m/s2;ht 变送器P1和P3膜片上的受力中心之间的垂直
17、距离,m;v 油罐内蒸汽密度,k g/m3;a 环境大气密度,k g/m3;p1 P1压力变送器所测得的压力值,P a;p3 P3压力变送器所测得的压力值,P a。3J J F1 4 4 02 0 1 3表2 H TM S测量结果与计算公式一览表 计算方法B参数测量或计算方法油品液位(L)由A L G测量油品平均温度(t)由AT T测量可视油品密度(t)用t=2 0V C F计算标准密度(2 0)使用上次2 0的计算值。对于模式1,当L小于hm i n时;或者对于模式2,当L低于P1断开液位时,2 0为定值体积修正系数(V C F)由AT T测量的t和模式1中L=hm i n时或者模式2中当L
18、低于P1断开液位时存储的2 0查石油计量表计算总计量体积(Vt)从A L G测得的L和罐表计算(注2)总标准体积(V2 0)由V2 0=VtV C F计算质量(真空中)由质量(真空)=V2 02 0计算质量(空气中)由质量(空气中)=V2 0(2 0-1.1)计算 注:1 此表仅适用于模式1在hm i n以下和模式2在P1点以下的高度。2 先从罐内液体的总计量体积中扣除自由水。3 如果用HTM S测量密度是不可靠的或不存在的,可以手工测量。当液位改变时,计算方法A和计算方法B如何应用到HTM S模式1参见图2。图2 模式1和模式2液位对应的HTM S计算方法图4.1.2 HTM S模式2HTM
19、 S模式2适用于以油品质量为交接依据的模式,也适用于以标准体积为交接依据的模式和用户预计储存的标准密度(模式1)在低液位时不代表实际标准密度的情况(由于油品分层或新油品注入)。4J J F1 4 4 02 0 1 3HTM S模式2不用hm i n或储存的油品密度。在这种模式下,HTM S计算高于P1的所有液位下的标准密度2 0。然而,为了保证压力变送器总是完全浸没,模式2中引入了一个“P1断开液位”。如果油品液位处于或低于此“断开液位”,则最后计算的2 0保持不变。高于此“断开液位”,所有测量与计算都根据计算方法A(见表1)执行;处于或低于此“断开液位”,测量与计算根据计算方法B(见表2)执
20、行。当液位改变时,计算方法A和计算方法B如何应用到HTM S模式2参见图2。4.2 混合处理器4.2.1 混合处理器可以用各种方式实现,包括罐旁安装的微处理器,远程计算机或用户计算机系统。混合处理器可以是某一油罐专用的,也可以是几个油罐共享的。4.2.2 混合处理器从传感器接收数据并将这些数据同油罐和油品参数一起用于计算油罐中油品的计量密度、标准密度、质量、计量体积和标准体积(见图1)。所储存的参数分为6组:油罐数据、A L G数据、A T T数据、压力变送器数据、油品数据和环境数据(见表3)。表3 典型H TM S参数参数组参数注释油罐数据罐顶类型固定顶或浮顶罐浮顶质量仅指浮顶罐起浮高度仅指
21、浮顶罐浮顶最低点高度仅指浮顶罐罐壁类型保温或非保温罐壁材料热膨胀系数罐容积表规定液位的容积罐检定温度罐容表修正到的温度hm i n所有罐(见附录A.6)ho混合法参照点相对于油罐下计量基准点的高度A L G组件数据测量数据实高,空高参比高度从油罐下计量基准点到A L G安装点的高度压力变送器数据变送器配置每罐配一个或多个变送器P1变送器位置hbP3变送器高度相对于混合法参照点的高度。参见图1AT T组件数据AT T类型可在A L G中进行编程元件类型元件数量元件垂直位置电阻式或其他 可在A L G中进行编程5J J F1 4 4 02 0 1 3表3(续)参数组参数注释油品数据油品对应的石油计
22、量表蒸汽参数游离水高度参见G B/T1 8 8 5 石油计量表环境数据本地重力加速度从权威机构得到环境温度可选环境压力可选4.2.3 混合处理器也可以执行各种HTM S元件的线性化和/或温度补偿修正。4.2.4 所有混合处理器测量和计算的变量应能够显示或打印出来并传送给其他处理器。4.2.5 混合处理器应储存油罐容积表。油罐应由具备检定资质和能力的检定机构进行检定并出具油罐容积表。4.2.6 HTM S参数应输入到混合处理器中,典型的HTM S参数见表3。注:以上指标不是用于合格性判别,仅供参考。5 计量特性5.1 通用技术要求5.1.1 所有测量元件在安装之前都应具备检定/校准或检验合格证书
23、。在HTM S投入使用之前都要进行调试和首次校准,并检查是否符合安装要求。每个HTM S元件均应进行校准。5.1.2 使用测深钢卷尺、石油密度计、水银温度计等校准设备进行校准的过程中,应按检定证书给出的修正值对测量结果进行修正。5.2 自动液位计A L G的仪表误差应检定合格或工厂校准,安装误差要在现场校准期间进行校准,并且应符合表4要求。表4 A L G的最大允许误差误差名称体积的计量交接/mm质量的计量交接/mm仪表误差13安装误差41 2 注:1 安装误差自动液位计安装到现场使用中的测量误差。2 A L G误差对压力传感器P1以上液位计算的质量没有影响,原因是密度误差与体积误差可以抵消。
24、然而,由于A L G的误差造成的密度计算的不确定度对P1位置以下部分计算的质量有影响。因此,对于基于质量的计量交接情况,选择表4中的A L G误差的目的是减少该部分质量的误差。6J J F1 4 4 02 0 1 35.3 自动油罐温度计(AT T)5.3.1 自动油罐温度计(AT T)应根据HTM S的应用目的进行选择。例如,是基于体积的计量交接,还是基于质量的计量交接,还是两者兼顾。5.3.2 A T T的仪表误差应检定合格或工厂校准,安装误差要在现场校准期间进行校准,并且应符合表5要求。表5 A T T的最大允许误差误差名称体积的计量交接/质量的计量交接/仪表误差0.2 50.5安装误差
25、0.51.05.3.3 基于HTM S的应用目的和准确度要求,A T T应该是平均A T T,或可移动式单点温度传感器。其中,平均A T T由安装于适当高度的多个固定式温度传感器或一系列点温传感器构成。5.3.4 如果有多个元件并可由未浸没于液体以下的元件来测量蒸汽温度,则可以选用A T T计算蒸汽密度。对于保温罐,A T T浸没于液体以下的元件也可以替代用于计算蒸汽密度。5.4 压力变送器5.4.1 HTM S压力变送器应根据具体应用的不确定度计算进行选择。压力变送器应根据G B/T1 8 2 7 32 0 0 0建议的方法进行安装。压力变送器的准确度要求取决于HTM S的应用目的:是基于质
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