油品计量培训讲义

OIL MEASUREMENT

一、        容量计重                                      

       容量计重（有时也称容器计重）是以经检定合格的容器作为计量容器，测量货物在容器内的液位高度，结合液体货物的温度、密度，经必要的修正后，计算该货物重量的一种计重方法。

       在容量计重中，影响重量变化的因素很多，如液体的体积、温度、密度、计量器材的材质等等，其中影响最大的是温度。

       容量计重所计算的重量，一般均为空气中的重量。可用下式表示：W(m)=Vt×ρt

       计重方式：衡器计量  水尺计重  容量计重  流量计计重 

    容量计重所涉及的“商品”，系指在运输、贮存和交接过程中的散装液体或气体“货物”。这些“货物”一般可分为石油及其液体石油产品、动植物油、液体化工品和液化气体等。

  关于容量计重的准确性，按照国际贸易惯例，买卖双方收、发数量允差在±5‰以内，在同一计量地，静态计量系统误差要求应不大于3‰。

国际贸易中容量计重一般以人工检尺为准。

   进出口液体商品的重量计算，就其方法而言，可分为密度、温度计算法和容积、温度计算法。

   （1）密度、温度计算法

       密度、温度计算法又称密度修正法。即根据根据液货的实测温度，将一定温度条件下的密度或相对密度换算为实测温度下的计重用密度或相对密度（即扣除了空气浮力修正值）

二、        计量容器

   计量容器的种类很多，但主要可分为油罐和液货舱两大类。

1、            船舱 船舶在船厂建成后，一般都编制了液货舱的容量表，作为配载和计量依据。但以理论型值编制的舱容表的准确度不一定能达到计量的使用要求，这就需要对实际舱容进行准确检定，以编制出比较精确的液货舱容量表，供容量计重使用。目前国际上对液货舱容量检定的基本原理大致相同，其方法也基本相似，主要有一下几种：

衡重法

容量法

实测法

  我国目前检定液货舱的基本测量方法是采用实测法，以实测法为依据编制的液货舱舱容表的准确度可达3‰左右。

2、            油罐 也称岸罐，油罐的种类和型式很多，最常见并应用于容量计重的，要推立式金属罐。

这些计量容器在建成后，首先应对其容量进行检定，以编制出准确的容量表，供输出、入货物测量、计算之用。在检定后计算出的容量表均规定为20℃时的容积，而在实际使用时温度不一定在20℃，因此必须进行温度校正。

容积在1000?以上的罐，按规定应编制静压力容积修正表，以供计量时的容积修正。由于储液密度不同，在同一高度下，压力也将不同，故在制表时应按4℃纯水密度1000㎏/?计算修正量，当使用时，再与储液的实际密度相乘，即得储液的容积增大值。

三、        容量计重的基础知识

1、            容量（Volume） 亦称容积或体积 ,是容器所能容纳的物质的量，这里是指容器内液体的体积。容量的单位，公制有升（Litre），立方米(?)，英美制有加仑(Gallon)，桶(Barrel)等。用于容量计重的容器，习惯上大容量以立方米为基本单位，小容量则仍以升作为基本单位。

2、            温度（ temperature）  是物体分子平均动能的标志。温度标度方法称为温标，常用的有摄氏和华氏两种，两者的换算公式为：C=5/9(F-32)

试验温度（t′）test  temperature  在读取密度计读数时的液体试样温度。

计量温度（t）temperature of measurement  储油容器或管线内的油品在计量时的温度。

3、密度 density  是指在规定的温度下，单位体积内所含物质的质量。密度的表示公式为：ｐ=m/V

   ⑴标准密度  是指物体在标准温度（我国规定为20℃）时的密度。用ｐ₂₀表示。

   ⑵视密度（ρ′t）（ observed density ）是指用密度计在任意t时所测得的液体的密度，亦称观察密度。即在试验温度下，玻璃密度计在液体试样中的读数，kg/?。视密度不能直接用于重量计算，因为密度计测得的读数，仅仅是密度计的刻度读数，并不是相应温度下该液体的真实密度。密度计在检定时的温度一般为20℃，只有当测定时的液体温度恰为20℃时，密度计的刻度读数（即视密度值）才与该液体的实际密度值相等。所以，除20℃外的所有视密度都必须换算到标准密度才能用于重量计算。

石油及其液体产品的视密度到标准密度的换算可在国家标准GB/T1885-1998《石油计量表》的表59A（原油）、59B(成品油)、和59D(润滑油)中查得。

4、     体积修正系数(VCF) volume correction factor

     液体的体积随温度变化而变化，因温度变化而使液体体积膨胀或收缩的程度，称为液体的体积修正系数。通常，液体的体积修正系数是指液体在标准温度20℃时的体积V₂₀与在实测温度t℃时的体积Vt的比值，用英文字母“K”表示，其数值可用下式表示：K= V₂₀/Vt

a)   标准体积(V20) volume at 20℃

液体在标准温度20℃下的体积。

b)   空气浮力修正值

     由于液体在空气中受到浮力的作用，同一液体在空气中的重量比其在真空中的重量要小，二者之差值，就称为空气浮力修正值，用希腊字母“Ｂ”表示。我国规定在进行液体产品的容量计制计算时，一般以1.1千克/立方米作为空气浮力修正值。

5、检尺（Measurement of liquid level）:用量油尺测量容器内液体液面高度（简称油高）的过程。

6、检尺口（计量口）：在容器顶部，进行检尺、测温和取样的开口。

7、参照点(reference poit)：在检尺口上的一个固定点或标记，即从该点起进行测量。

6、检尺点（基准点）datum poit：在容器底或检尺板上，检尺时测深尺铊接触的点。

7、检尺板（基准板）：一块焊在容器底（或容器壁）上的水平金属板，位于参照点的正下方，作为测深尺铊的接触面。

8、参照高度（基准高度）：从参照点到检尺点的距离。

9、油高（sounding）：从油品液面到检尺点的距离。

10、水高：从油水界面到检尺点的距离。

11、空距（ullage）：从参照点到容器内油品液面的距离。

12、游离水（FW）free water ： 在油品中独立分层并主要存在于油品的水。

13、底油（OBQ）on-board quantity：油船装油前就存在的除游离水外的所有油、水和油泥渣等物质。

14、残油（ROB）remaining on board 油船卸油后残留的除游离水外的所有油、水、油泥渣等物质。

四、容量计重的工具

   1、计量器具（measuring instrument）

容器计量中的主要计量器具有：

量油尺dip-tape 容量计重用量油尺又称“测尺”，用来对各种容器内的不同货物的深度或空距进行测量，一般分为测深尺和测空尺两种。测深量油尺的零点在其尺铊底平面处；测空量油尺的零点在其尺铊中部零刻度处。量油尺的最小分度值(scale interval))应不大于1mm。

在使用测尺测量前，应查核是否有下列情况：

（1）                尺带扭折、弯曲及镶接；

（2）                尺带刻度模糊不清或数字脱落；

（3）                尺铊（锤）尖部损坏；

（4）                尺的刻度误差超过允许范围；

（5）                无校正表。

如有上述情况之一者，该尺不得使用。

温度计thermometers ：测定石油密度时选用的温度计应是棒状全浸式温度计，其最小分度值不大于0.1℃。

热敏电阻温度计（如数字石油温度计）

石油密度计petroleum hydrometer 最小分度值不大于0.5kg/?。密度范围(measuring range)为600～1100㎏/?。用于低表面张力的石油液体。

SY-05型密度计：最小分度值是0.5kg/?，刻线如下：

（1）       每十条刻线为一长线；

（2）                在相邻两条长线之间有四条中线；

（3）                在相邻两条中线之间和相邻中线和长线之间有一条短线。

量底水尺（检水尺）：圆柱形或方形，黄铜制造。刻度全长300mm，最小分度1mm，质量约0.8kg。

取样器等。

2、试剂

   ⑴试水膏 是一种遇水变色而遇油不起反应的膏状物质。在测量容器底部水高时，将其涂在检水尺水，浸水部分发生颜色变化，从而可清晰显示出水面在检水尺上的位置。要求变色后的颜色应清晰分明、界线清楚，并能与水面一致。

   ⑵试油膏 是一种膏状物质，在测量容器内油品液面高度时，将其涂在量油尺上，可清晰显示出油品液面在量油尺上的位置。在人工检尺时，为了使液面在尺带上清楚地显示出来，尤其是液体石油产品的汽油、石脑油、煤油等，必须在量油尺的尺带上相应部位均匀地涂以试油膏，再进行测量，其颜色变化的界面即为液面的界线。

五、液面高度的测量：                               （1）直接测量法：用测深石油尺直接测量液面高度。此方法适用于测量轻质低黏度油品（如汽油、煤油、柴油等）。对于没有底部障碍物或沉淀物(deposits)的容器，应用直接测量法。     

操作步骤：                                           ①检尺前首先要了解石油容器的参照高度（基准高度）和容器内油品液面的大致高度；                              ②一手握住石油尺手柄，另一手握住尺带，从参照点（上基准点）将尺铊和尺带放入容器内，让尺铊重力引尺自由下落；                                                    ③当尺带放的刻度线和估计的液面高度相同时，需将估计液面高度的尺带擦干净，必要时涂试油膏；                ④当尺铊和尺带进入液面后，放慢下尺的速度；          ⑤当尺铊距检尺点（下基准点）还有10～20㎝时，停止放尺；                                               ⑥扣住尺柄，握住尺架或抓紧尺带，调整好测量位置，待液面稳定后，用一只手测量，当尺铊一旦触及到检尺点（下基准点）后，立即提尺；                                 ⑦迅速收尺并找到尺带刻度线上的油痕；               ⑧两眼垂直刻度读数，读数时可摆动尺带，借助光线折射读取油痕的毫米数，然后再确定厘米、分米和米的数值；                               ⑨连续测量至少两次，且两次测量结果不超过±1㎜，取第一次的读数，超过时应重新检尺。                      ⑩记录下两次测量的结果，数值保留到毫米（㎜）。

（2）间接测量法：是用测深石油尺或测空石油尺先测得液面空高，然后通过换算得到液面高度的一种方法。此方法适用于测量重质高粘度油品（如原油、润滑油等）。对于有底部障碍物或沉淀物的容器和很粘稠的油品或沥青，应用测量空距的方法。

操作步骤：                                         ①检尺前首先要了解石油容器的参照高度（基准高度）和容器内液面的大致高度；                               ②下尺测量前先将石油尺的尺铊和底部尺带部分的刻度擦干净；                                              ③一手握住石油尺手柄，另一手握住尺带，从参照点（上基准点）将尺铊和尺带放入容器内，让尺铊重力引尺自由下落；④当尺铊或尺带进入液面后，就可以停止放尺；但要注意两点：A)停止放尺前，只许往下放尺，不许往上提尺；B)尽量避免石油尺被液面浸没的部分位于尺铊和尺带连接段（因为可能读不出数）。                                      ⑤停止放尺后，保持尺带刻度线与参照点（上基准点）不动，并记录下参照点（上基准点）刻度线的高度读数（H₁）,数值保留到毫米（㎜）；                                           ⑥迅速收尺并找到石油尺底部尺带或尺铊刻度线上的油痕；⑦两眼垂直尺带或尺铊读出被液面浸没部分的数值，并记录下高度读数（H₂），数值保留到毫米（㎜）；                 ⑧换算液面高度（H_y）其公式为：                        测深石油尺：H_y=H-H₁+H₂                             测空石油尺：H_y=H-H₁-H₂                                                式中：H_y－液面高度；

H－石油容器的参照高度（基准高度）；

H_1－石油尺在参照点（上基准点）高度数值。H_2－石油尺尺带或尺铊被被液面浸没部分的高度数值。                                                     ⑨连续测量至少两次，且两次测量结果不超过±2㎜；               ⑩记录下两次测量的结果，数值保留到毫米（㎜）

 注意事项：

    （1）计量前应查明输油管线(pipeline)内存油情况，并使其在输油前后保持相同状态。

    （2）对于浮顶式岸罐，在计量前，禁止人员上浮顶，以免液面波动。雨雪天测量液位高度时，应排除浮顶盖上计税、积雪。

    （3）对于储存的重质油品和高凝固点的动植物油脂，计量前还应了解罐内液温情况。如罐底油液因温度偏低近于凝结，应设法对其加温，使之达到适于准确测量的温度。

   （4）计量时应避开岸罐的非计量区。

   （5）测量液位高度（或空距）、液温8h后仍未输液的，应在开泵前复测，并以复测结果为准。在测量液位高度（或空距）、液温之前，必须给予所装卸的液体一定的稳定时间。

       

各种油品的稳定时间

  测量底水高度

      首先估计水位高度，并将量底水尺擦净，然后在尺棒上相应刻度附近的一段涂上一层薄薄的试水膏。在量底水尺接近罐底时慢慢下放，当手感觉到量底水尺接触到罐底后，应保持尺棒与罐底垂直，停留5s～10s后，将量底水尺提起读数。尺棒上试水膏变色与未变色交界处的示值即为底水高度。

六、容器内的油品温度测量：温度对油品体积影响较大，温度每变化1℃，油品体积约变化6／10000～18／10000，所以准确地测出油品温度对石油计量有着重要意义。       ⑴测温部位：                                            ①立式罐：油高3ｍ以下，在油高中部一点测油温；油高3～5ｍ时，在油品上液面下1ｍ，下液面上1ｍ处测温，共测2点，取其算术平均值作为油品的温度；油高5ｍ以上时，在油品上液面下1ｍ，油高中部和下液面上1ｍ处各测一点温度，取3点油温的算术平均值作为油品的温度。如果其中有一点温度与平均温度相差大于1℃，则必须在上部和中部，中部和下部测量点之间各加测一点，最后取这5点的算术平均值作为油品的温度。                                         ②油船船舱：在油高中部测一点。                      ⑵测温停留时间：将装入测温盒的温度计放入测温部位后最少浸没时间为：                                            ①轻油，最少浸没时间为5ｍin;                                  ②原油、润滑油，最少浸没时间为15ｍin;                       ③重质润滑油（汽缸油、齿轮油、残渣油），最少浸没时间为30ｍin。                                                ⑶对油船内油温的测量，2个舱以内逐个测量；3个以上相同品种的油，至少测量半数以上的油舱温度。若各舱油温与实际测量舱数的平均油温相差1℃以上，应对每个舱做温度测量。                                                    ⑷读数：达到规定浸没时间后，迅速提起竖直读数，先小数后大数，估读到0.1℃。                                                       ⑸温度尾数的确定：                                  ①测定油温时，读数要求估读到0.1℃。                       ②当只读取一点温度时，取温度尾数最接近0℃，0.25℃，0.50℃，0.75 ℃的值作为结果。                         ③当测定两点或两点以上温度时，将所有温度取算术平均值，再修约到最接近0℃，0.25℃，0.50℃，0.75 ℃。

  在许多情况下，应测量一点以上的温度，取其算术平均值，作为油品的温度。

七、取样（sample）：                                          取样部位：上部样：顶液面下1／6处 中部样：液面深度1／2处  下部样：顶液面下5／6处

八、密度的测定:                                    ⑴对于透明、粘度小、凝点低的原油或轻质液体石油产品的密度测定 ：                                        ①把准备好的试样小心地沿量筒壁倒入量筒中，避免飞溅和起泡，用滤纸除去表面气泡。                                ②把装试样的量筒垂直放置，用符合规定的温度计（测温度用的）或塑料棒搅拌试样使其密度和温度达到均匀。              ③读取试样温度准确至0.1℃,如需修正仍准至0.1℃。温度计在试样中不少于10ｍin（可提前放入）。                           ④提出温度计，将密度计放入试样中。放密度计时，要轻拿轻放，垂直拿密度计，顶尖不可倾斜，否则会折断干管。接触试样后，感觉快要达到平衡位置（漂浮）时，把手轻轻松开，让其自由飘浮。不可松手过猛，使其下沉过头，造成液面以上干管粘油，增加密度计重量影响读数准确。观察弯月面形状，然后把密度计按到平衡点以下1～2㎜，等它回到平衡位置后再观察弯月面形状，若两次形状不一致，说明干管不干净，应清洗擦干再重复此项操作，直至弯月面形状保持一致，然后再正式测定。                                    ⑤将密度计压入液体中约两个刻度，再放开并轻轻转动一下，使其在离开量筒壁的地方静止下来，要有充分的静止时间（不低于1min），如有气泡，用滤纸除去，然后读数。      ⑥读数时先使眼睛稍低于液面，然后慢慢升到表面，先看到一个不正的椭圆，然后变成一条与密度计干管相切的一条直线，读取液体主液面与密度计刻度相切的那一点，读准至最接近刻度间隔的1/5。                                         ⑦记录测定结果，进行二次测定。两次测定结果重复性误差不应超过0.5㎏/m³,超过应调整重测。最后取两次测定结果的算术平均值。                                                  ⑵对于不透明粘稠液体的密度测定 ：对于不透明粘稠液体（如原油）的密度测定与透明液体有两个主要不同点：             一是密度计放入液体后不用往下按，要等待密度计慢慢地沉入液体中，平衡后即可读数。                               二是读数时眼睛要稍高于液面位置，读取液体弯月面上缘与密度计刻度相切的那一点。读得的密度值如果是用SY-05密度计测定的，应按密度计的技术条件的表格中给出弯月面修正值进行修正。测定第一次密度后，进行第二次测定，密度重复性误差（error）不能超过±0.6㎏/m³,最后取两次测定结果的算术平均值。

九、容量计重测量步骤

   ㈠立式岸罐的计量

   1、测量液面总高（Hy）；

   2、测量底部明水(free water)高度（Hs）；

   3、测量计量温度（t_y）和石油容器外部介质温度（t_j）；

   4、取样；

   5、测量视密度（ｐ_t^/）和视温度（t^/）；

   6、测定含水率（X）；

7、根据视密度（ｐ_t^/）和视温度（t^/），查国家标准GB/T1885-1998《石油计量表》(petroleum measurement tables)的表59A（原油）、59B(成品油)、和59D(润滑油)查取标准密度（ｐ₂₀）。

8、根据计量温度（t_y）和标准密度（ｐ₂₀），查国家标准GB/T1885-1998《石油计量表》的表60A（原油）、60B(成品油)、和60D(润滑油)查取体积修正系数VCF₂₀。

9、计算计量温度下的体积（Vty）

   ⑴根据罐内液面高度（Hy），查油罐容积表，求得罐内液体的表载总体积（Vb）；

   ⑵根据罐内底部明水高度（Hs），查油罐容积表，求得罐内液体的表载水体积（Vbs）；

    ⑶根据罐内液面高度（Hy），查油罐的水静压力修正值表，求得罐内液体的水的静压力修正值（△Vs）；

    ⑷根据水的静压力修正值（△Vs），计算油品的静压力修正值（△Vy）：

△Vy =△Vs*D₄^ty

                 ⑸计算罐内液体的净容积（Vy）：

           Vy= Vb- Vbs+△Vy

           ⑸ 将上述各数据代入公式： 

              Vty=（Vy）*｛1+0.000024*「（7* t_y+ t_j）/8-20」｝（立式非保温金属油罐）

           10、计算标准体积（V₂₀）:

               V₂₀= Vty* VCF₂₀

                    11、计算商业质量（m）：

               ⑴换算系数法：m=ｐ₂₀* V₂₀*F

                 F是将石油在真空中的质量换算到空气中的质量（商业质量）的换算系数

                ⑵空气浮力修正值法

                  m= V₂₀*（ｐ₂₀-B）

                  B=1.1㎏/m³

            12、纯油质量（m_c）

                m_c=m*(1-质量含水率)

㈡船舶液货舱的计量

1、     查看船舶纵倾与横倾；

2、     测量液位高度与底水高度；

3、     测量液温

4、     取样；

5、     测量视密度和视温度；

6、     计算

在舱容表上分别查得各舱内享有高度（或空距）时的底水体积Vw和油水总体积Vb,如舱容表的检定证书上列明该舱舱容不包括吸油管的净容量Vp，且管内确储有油液，则该舱内油液在当时温度t℃下的体积Vt可用下式表示：

    Vt=Vb-Vw+Vp

十、容量计重安全注意事项

从事容量计重工作时，应结合散装液体商品的易燃、易爆、易产生静电、有毒、易腐蚀等特性，采取相应的安全防护措施。具体如下：

㈠必须的安全措施

1、           遇恶劣气候，大风、大雨、雷电，应停止测量工作；

2、           进入工作场所，应遵守港区、库区、船舶有关防火、防爆规定；

3、           不论接触何种散装液体商品，均应穿防滑鞋，以防滑倒；

4、           测量器具和工具记录本等应盛放于可拎背两用的包内妥善保管，以便可腾出双手攀登舷梯、铁梯，确保安全；

5、           接触易燃、易爆、、有害、有毒、易腐蚀的液体商品时，应站在测量或采样开口处的上风头，以防吸入有害、有毒气体；

6、           寒冷季节在露天作业应穿着短装防寒服，以防受寒感冒；忌穿长大衣以防刮倒摔跤。

㈡接触易燃易爆液体商品需增防护措施

  1、应穿着防静电服，以防产生静电；

  2、严禁穿着带钉鞋，以防产生火花；

  3、登上岸罐或船舶前，应用手触摸金属物如铁梯扶手，以消除随身所带的静电；

  4、使用防爆手电，以保安全。

㈢接触有毒液体商品需增防护措施

  1、应根据液体商品的毒性程度选用防毒口罩或全封闭防毒面罩，以防中毒；

  2、双手以橡皮手套保护，以防接触有毒液体。

㈣接触腐蚀液体商品需增防护措施

  1、面部应以透明面罩遮挡，以防接触飞溅的腐蚀液；

  2、应穿着防腐蚀工作服，以防腐蚀溅液腐蚀皮肤；

  3、应穿着防酸碱腐蚀的胶鞋，以防灼伤脚部。