GB/T 18273-2000 石油和液体石油产品 立式罐内油量的直接静态测量法（HTG 质量测量法）
适用范围：给出直接测量立式圆筒形罐内静态油品质量的静压式油罐测量（HTG）系统的安装、调试、维护、确认和校准指南。
证据说明：本页内容依据起源标物库内该标准原文整理（标注「〔待核〕」处为 〔原文不清〕），个别数值与现行状态请以标准原页和产品证书为准。
适用范围
适用范围：给出直接测量立式圆筒形罐内静态油品质量的静压式油罐测量（HTG）系统的安装、调试、维护、确认和校准指南。 适用于压力传感器一端通向大气的静压式油罐测量系统。 适用于在常压立式圆筒形固定顶或浮顶罐上使用的静压式油罐测量系统。 不适用于在加压罐上使用的静压式油罐测量系统。 注1：本标准中的传感器在输出信号为标准信号时，也称压力变送器。
方法原理
静压式油罐测量（HTG）是确定立式圆筒形储罐内液体石油和石油产品总静态质量的方法。 HTG 使用安装于罐壳规定位置、高精度且稳定性好的压力传感器。 总静态质量由测出的压力和油罐容积表导出。其他变量（液位、观察体积、标准体积、观察密度、标准密度）可使用已制定的库存计算工业标准，由产品类型和温度计算。 术语“质量（mass）”表示真空中的质量（真实质量）；石油工业中通常将表观质量（在空气中）用于贸易交接。 计算原理（A3 压力平衡）：两点间的压力增量和与增加的路径无关，即： P1 − P3 = 传感器P1和P3之间的液体产品总压头 + 罐内蒸汽压头 − 传感器P1和P3之间的环境空气压头； P1 − P2 = 传感器P1和P2之间的液体产品压头 − 传感器P1和P2之间的环境空气压头。 固定顶油罐中罐内蒸汽是产品蒸汽和空气的混合物；浮顶罐中罐内蒸汽是可能被产品蒸汽污染了的环境空气。 浮顶负载包括固定（浮顶质量）和可变（浮顶载荷质量）两部分，本标准中均由使用者输入为常数；也适于固定顶罐中使用的浮盘。 注7：计量油品时将浮顶按自由浮体处理，直接扣除浮顶重量；但油品输转时浮顶受罐壁不均匀摩擦（有时甚至卡住），浸液深度变化，直接扣除浮顶重量可能带来计量误差；高精度计量建议采取措施尽可能消除此项影响。
主要仪器
压力传感器：可多达三个安装到罐壁上的压力传感器（P1、P2、P3）。 P1：安装在罐底附近的罐壁上，位置最低，到 HTG 参照点的安装高度为 H₀。 P2：中间压力传感器，用于密度和液位计算；若安装，应安装在 P1 上方一固定的垂直距离位置；通常安装在 P1 上方约 2 m 到 3 m。 P3：油罐气隙空间的压力传感器，通常安装在油罐顶部；浮顶罐上不需要 P3。 温度传感器：用于测量罐内液体温度（T）和环境空气温度（Tₐ）；高精度测量还可能安装环境空气压力传感器（Pₐ）。 HTG 数据处理器：从传感器接收数据，并使用接收数据、油罐和液体参数计算储罐内的库存质量；可对压力传感器进行线性化和/或温度补偿修正；可用于单个油罐或在几个油罐之间共享。 连杆：用于防止油罐充满膨胀引起 HTG 压力传感器相对于 HTG 参照点的过分位移。 引压阀、截止阀、排泄阀、压力缓冲器（过压保护用）。 压力平衡管（风力影响防护用）：应基本垂直，无气密或存水弯，顶部封闭，底部开口。 校准设备： 标准压力源法：可溯源的静负载试验器，精确到 25 Pa，适宜现场使用。 标准压力传感器法：可溯源的压力传感器，精确到 ±25 Pa，适宜现场使用。 附录C 仪器： C2.1 光学水准仪：精度不低于 S3 级。 C2.2 水准标尺：最小分度为 1 mm，带水准泡。 C2.3 量油尺：符合 GB 13236 的要求。 C2.4 辅助装置：量油尺固定架和磁性表座。
关键条件
传感器安装位置：所有 HTG 压力传感器都应安装在油罐的相同一侧，必要时加强防护，避免风吹日晒；罐壁上的引压孔应开在产品相对静止的地方。 P1 应安装在油罐尽可能低的位置，但应在沉淀物和水的高度之上。 P2 到 P1 的最大垂直距离不作规定，限制因素是当液位降至 P2 以下时不再能测量观察密度；P1 到 P2 的最小垂直距离取决于密度测量的精度要求和传感器性能。 P3 若安装到罐顶上，应配备遮光挡风棚。 距离测量准确度指标： a）H₀（P1 在 HTG 参照点上方的高度）测量误差不应超过 ±1 mm； b）H（P1 到 P2 的垂直高度）测量误差应不超过 ±1 mm； c）Hₛ（P1 到 P3 的垂直高度）测量误差应不超过 ±50 mm。 传感器 P1 在 HTG 参照点上方的高度 H₀ 应在油罐充满和放空两种情况下测量；如果该高度变化超过 1 mm，则应配置连杆。 风力影响：三个压力传感器都安装到油罐同一侧的一条垂直线上时，风的影响最小；若暴露在强风下，P1 和 P3 的外部端口应用压力平衡管连在一起；若不使用 P3，P1 的外端口应连到一根偏离油罐向下倾斜、在风力引起环境压力变化最小的点开口的管子上，建议在地平面上偏离油罐至少 0.5 m。 温度影响：高精度测量可采用消除传感器体上的温度梯度、保持传感器恒温等方法改进 HTG 性能；用户应注意遵守制造厂提出的保温要求及类型。 温度传感器位置：产品温度传感器可以是安装在 P1 和 P2 之间的单点测温元件，也可以是平均温度测量系统；环境空气温度传感器应靠近油罐，安装在压力传感器的同一侧。 HTG 参照点：应位于油罐外面传感器 P1 的正下方，且最好位于油罐底缘上；如果油罐底缘无法看到，参照点可以标记在罐壁上。 校准（在罐上用手工测量校准）最好用相同液体，在间隔大约 4 m 的液位上进行。 校准（标准压力源法 / 标准压力传感器法）：压力传感器在安装位置保持不动，通过关闭引压阀与油罐隔开。
计算与结果
### 9.1 符号说明（A2） | 符号 | 意义 | |---|---| | A_E | 油罐平均横截面积 | | ρ | 产品观察密度 | | ρₐ | 环境空气密度 | | ρₙ | 罐内蒸汽密度 | | H | 传感器 P1 和 P2 之间的垂直距离 | | H₀ | 油罐标定基准点（基准板）和 HTG 参照点之间的垂直距离 | | Hₛ | HTG 参照点和传感器 P1 之间的垂直距离 | | Hₚ | 传感器 P3 和 P1 之间的垂直距离 | | L | 装液高度 | | L_w | 游离水液位 | | M | 产品质量 | | Mₐ | 产品在空气中的表观质量 | | M₀ | 产品根部质量 | | Mᵢ | 产品压头质量 | | V | 装液体积（对应装液高度） | | V₀ | 产品根部体积 | | V_w | 游离水体积 | | W_R | 浮顶（或浮盘）质量 | | Y₀ | 总根部体积 | | Yᵢ | 产品压头体积 | 单位制：本附录公式中代入的所有值都应是国际单位制（SI）单位。压力 Pa；液位 m；面积 m²；体积 m³；质量 kg；密度 kg/m³；重力加速度 m/s²。 固定顶或浮顶罐的计算步骤相同。 罐内蒸汽密度和环境空气密度仅对计算变量有次要影响，可以把他们看做常数，也可以为满足高精度要求而进行计算。 环境空气密度可由绝对环境压力和绝对环境温度，用气体状态方程计算；环境空气密度的变化仅对观察密度构成次要影响。 罐内蒸汽密度可由绝对蒸汽压力、绝对蒸汽温度和蒸汽相对密度，用气体状态方程式计算。 提供给 HTG 处理器的所有传感器输入数据应是同一时间采集的。 ### 9.2 密度计算（A4） 观察密度 ρ（由压力计算）： ρ = [(P1 − P2) / (g·H)] + ρₐ 式中： (P1 − P2)：压力传感器 P1 和 P2 的读数差； g：当地的重力加速度； H：传感器 P1 和 P2 膜片受力中心之间的垂直距离（见图 A1 或图 A2）； ρₐ：环境空气密度。 注8：观察密度可以按照 GB/T 1885，由手工输入的标准密度来计算；观察密度也可以手工输入到数据处理器中。 ### 9.3 装液高度计算（A5） 装液高度 L： L = [(P1 − P3) / (g·Hₚ)] − H₀ − Hₛ + [(ρₙ − ρₐ) / ρ]·Hₚ （原文公式 〔原文不清〕存在噪声，以上为按符号说明与上下文重构，〔待核〕（〔原文不清〕）） 式中： H₀：油罐标定基准点到 HTG 参照点的垂直距离； Hₛ：传感器 P1 的受力中心到 HTG 参照点的垂直距离（见图 A1 或图 A2）； (P1 − P3)：压力传感器 P1 和 P3 读数差； g：当地的重力加速度； Hₚ：传感器 P1 和 P3 膜片受力中心的垂直距离（见图 A1 或图 A2）； ρₙ：罐内蒸汽密度； ρₐ：环境空气密度； ρ：按 A4 计算的产品观察密度。 注9：如果得不到 ρₙ，则可以假设 ρₙ = ρₐ。 ### 9.4 油罐平均横截面积的计算（A6） 油罐平均横截面积： A_E = (V − V₀) / (L + Hₛ + H₀) （原文公式 〔原文不清〕存在噪声，以上为按符号说明与上下文重构，〔待核〕（〔原文不清〕）） 式中： V：装液体积（在装液高度）； V₀：总根部体积； L：按 A5 计算的装液高度； Hₛ：传感器 P1 的受力中心到 HTG 参照点的垂直距离（见图 A1 或图 A2）； H₀：油罐标定基准点（基准板）到 HTG 参照点的垂直距离。 装液体积和总根部体积应由装液高度和传感器 P1 的高度（H₀ + Hₛ）按 GB/T 13235.1 计算。 ### 9.5 压头质量计算（A7） 产品压头质量： Mᵢ = A_E·[(P1 − P3) / g] − ρₙ·A_E·(Hₛ + Hₚ) + ρₐ·A_E·(Hₛ + Hₚ) （原文公式 〔原文不清〕存在噪声，以上为按符号说明与上下文重构，〔待核〕（〔原文不清〕）） 式中： A_E：按 A6 计算的油罐平均横截面积； g：当地的重力加速度； ρₙ：罐内蒸汽密度； Hₛ：传感器 P1 的受力中心到 HTG 参照点的垂直距离（见图 A1 或图 A2）； Hₚ：传感器 P1 和 P3 膜片受力中心的垂直距离（见图 A1 或图 A2）； L：按 A5 计算的装液高度； ρₐ：环境空气密度。 注9：如果得不到 ρₙ，则可以假设 ρₙ = ρₐ。 ### 9.6 根部质量计算（A8） 产品根部体积： V₀ = Y₀ − V_w 式中： Y₀：由传感器 P1 的高度（H₀ + Hₛ）查油罐容积表计算的总根部体积； V_w：由游离水高度 L_w 查油罐容积表得到游离水体积。 产品根部质量： M₀ = V₀·ρ 式中： V₀：上面计算的产品根部体积； ρ：按 A4 计算的产品观察密度。 根部产品观察密度的精度会受液体分层的影响（见 B4）。 ### 9.7 产品质量计算（A9） 产品质量： M = Mᵢ + M₀ − W_R 式中： Mᵢ：按 A7 计算的产品压头质量； M₀：按 A8 计算的产品根部质量； W_R：浮顶（或浮盘）质量。 对于无浮盘的固定顶罐，计算产品质量的方法与浮顶罐相同，但浮顶质量应为零。 当浮顶进入临界区时，浮顶及其负载质量逐渐由浮顶支柱承受。临界区内和临界区下的计算方法见 GB/T 13235.1。 ### 9.8 空气中产品表观质量计算（A10） 空气中产品表观质量： Mₐ = M·[1 − (ρₐ / ρ)] 式中： M：按 A9 计算的产品质量； ρₐ：环境空气密度； ρ：按 A4 计算的产品观察密度。 ### 9.9 库存准确度（A11） 假定压力传感器的安装参数正确，则计算质量的准确度仅取决于压力传感器、油罐容积表和当地重力加速度的准确度。对于 HTG 系统，准确度的典型计算如下： 忽略 P3 并认为： M = P1·A_E / g 假定所有误差在统计学上是独立的，则： E_M² = E_P1² + E_g² + E_AE² 式中： E_M：产品压头质量的读数误差（绝对质量误差/绝对质量）； E_P1：传感器 P1 的读数误差； E_g：当地重力加速度的读数误差； E_AE：油罐平均横截面积的读数误差。 油罐平均横截面积的读数误差与油罐容积表相同，通常在 ±0.05%～±0.1% 的范围内。 表 A1 库存准确度的例子： | 误差项目 | 传感器 P1 | 当地重力加速度 g | 平均油罐面积 A_E | 库存质量准确度（±%读数） | |---|---|---|---|---| | — | 0.01 | 0 | 0.1 | 0.10 | | — | 0.02 | 0.1 | 0.10 | 0.10 | | — | 0.05 | 0 | 0.1 | 0.11 | | — | 0.1 | 0 | 0.1 | 0.14 | （表 A1 中“0.02 / 0.1 / 0.10 / 0.10”一行 〔原文不清〕存在疑点，〔待核〕（〔原文不清〕）） ### 9.10 附录C 结果计算（C4） HTG 参照点到油罐标定基准点的高度 H₀ 按下式计算： H₀ = H_a − H_b （原文公式 〔原文不清〕存在噪声，以上为按符号说明与上下文重构，〔待核〕（〔原文不清〕）） 式中： H_a：油罐标定基准点的水平标高； H_b：HTG 参照点的水平标高。
质量控制
校准（在罐上用手工测量校准）：如果由 HTG 系统测量的输转质量和手工测量的输转质量之差小于 0.2%（用手工测量值计算的输转质量的百分数表示），则应认为 HTG 系统运行正常。 注6：0.2% 的极限以下列不确定度为基础： 液位（前尺和后尺）误差：±3 mm 温度误差：±1 ℃ 油罐容积表误差：±0.1% 其他误差：±0.05% 油罐隆起使液位测量参照点偏移，由此引起的液位测量误差将加到手工测量不确定度内。 库存准确度典型计算及表 A1（见第 9.9 节）。 油罐平均横截面积的读数误差与油罐容积表相同，通常在 ±0.05%～±0.1% 的范围内。
引用文件
GB/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法） GB/T 1885 石油计量表 GB 3836.1 爆炸性环境用防爆电器设备 通用要求 GB/T 8927 石油和液体石油产品温度测量法 GB/T 9109.5 原油动态计量 油量计算 GB/T 13235.1 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） GB/T 13235.2 石油和液体石油产品 立式圆筒形金属油罐容积标定法（光学参比线法） GB 13236 石油用量油尺和钢围尺的技术条件 GB/T 13377 原油和液体或固体石油产品密度或相对密度测定法（毛细管塞比重瓶和带刻度双毛细管比重瓶法） GB/T 13894 石油和液体石油产品液位测量法（手工法） SH/T 0221 液化石油气密度或相对密度测定法（压力密度计法） ISO 11223-1:1995（等效采用） 附录E 参考文献： [1] ISO 5024:1976 石油液体和气体—计量—标准参比条件 [2] ISO 8311:1989 冷冻轻烃液体—船上隔板罐和独立柱型罐的标定—几何测量法 [3] VIM，国际计量学基础及通用术语词典，第二版，1993 国际标准化组织，日内瓦
公开关联商品
按公开目录中的方法号关联；未标年份不代表已确认适用此版本，具体适用性须核对产品证书。
暂无关联货，欢迎咨询具体用品与供货。
核验说明
〔待核〕和〔原文不清〕标明仍需核对标准原文的具体位置，并不表示已经核实。请勿将这些数值或步骤直接用于作业依据。