立式金属罐罐底容量的近似计算方法

1　引　言

    石油工业是我国的主要产业支柱之一。我国每年要生产、进口大量的石油及石油产品,同时还有许多国际或国内的石油贸易。目前,各大港口、炼油厂及油库在进行国内外石油贸易时,主要是以立式金属罐(大批油量)和卧式金属罐(少量油)的计量方法为依据的。立式金属罐是石油化工等液体产品贸易结算的计量器具,正确确定它的容量是十分必要的,而由于立式金属罐的罐底形状复杂,所以罐底容量计算的准确与否将直接影响到整个金属罐容量的是否准确。

    根据GB/T13235·1-91《石油和液体石油产品立式圆筒形金属油罐容积标定法(围尺法)》罐底标定是确定油罐底部最高点和基准点一下容积的过程;附件体积是影响油罐容积的任何附件的体积。基准点是在油罐标定中,所有的测量,如油罐内附件起止高度、罐底测量、编制容积表等都以这一点为基准。标高是由水准仪和标尺测得的内附件或罐底某点到参照水平面的高度。起点标高是罐内某附件的最低点标高,而止点标高是罐内某附件的最高点标高。油罐的罐底测量可以采用液体标定法和几何测量法,在这里主要讨论几何测量法。

2　几何测量法的原理

    首先由第一圈板圆周长和板厚计算圆周内半径,作为罐底半径(R);再在一条与罐底半径(R)等长的绳子上,等间距的做出同心圆标记,同心圆间距(m)一般不得大于2米,同心圆的数目n=R/m。绳子一端固定于罐底中心,另一端依次与罐底边缘至少八个方向连接,绳子上标记点,即为测量点,如图1所示。

    最后在罐底一稳定点上,安装水准仪并调平,将标尺垂直立于各测量点、罐底中心点和基准点上,由水准仪读出标尺的读数,修约到毫米,并记录得到各测量点的标高Bi,如图2所示。

3　罐底容量近似计算的理论方法

    罐底容量主要由矢量(基准点以下的容量)、第n-1环标高和基准点标高之间的容量和基准点以上每相邻两环标高之间的容量组成。它们的近似计算方法分别如下:

3.1　矢量的近似计算

    矢量的近似计算公式如(1)式所示:

3.2　罐内各种附件体积的计算公式

    罐内有多种附件如加热管、人孔、加热管支架等,所有这些附件都会影响罐的体积,因此在计算罐底容量时必须将附件所影响的体积计算在内。而尽管附件多种多样,但其类型也只有圆柱体、空心圆柱体、角铁体和平行六面体四种类型。它们的计算公式如下所示:

    圆柱体的体积

4　罐底容量近似计算的程序编制

    由于附件在罐内所处的位置各种各样以及为了在基准点以上每一毫米都给出该点以下总的容量的数值并生成电子表格的形式,根据上面的近似计算公式,可以看出其计算结果是无法利用手工实现的,因此必须利用计算机编写相应的程序来实现其计算。这里主要是利用Visual Basic 6·0来实现上述要求。罐底容量近似计算的程序流程图如图3所示。