储油罐的变位识别与罐容表标定

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1、摘要21、引言32、问题的提出33、基本假设44、模型的建立与求解44.1平头椭圆柱体储油罐的储油体积与油位高度的关系44.1.1不变位情形44.1.2变位情形54.1.3模型检验74.2圆柱形罐体球冠端头储油罐体积与油位高度的关系74.2.1不变位情形74.2.2变位情形94.2.2.1变位分析94.2.2.2球冠体内储油量的计算114.2.2.3中间圆柱体内储油量的计算124.2.3模型检验135、模型的评价136、模型的改进方向与推广146.1模型的改进方向146.2模型的推广147、模型的实际应用问题147.1变位识别的方法157.

2、2倾斜储油罐的纠偏方法157.3倾斜角的测量方法167.4罐容表标定168、模型的经济意义169、参考文献1818储油罐的变位识别与罐容表标定摘要本文主要研究储油罐罐体变位对罐容表的影响，依据微积分理论建立了罐内油位高度与储油量模型。运用MATLAB软件求解，对罐容表重新标定。而且全面解决了储油罐的变位识别与罐容表标定过程中遇到的问题。根据储油罐的实际构造和油面的位置，分段求出各个区域的储油量的体积元素，然后进行积分就可以求出总的储油量和这个油位高度的关系式。经计算后可知罐体变位后，相同油位高度时储油量比原来的少。再结合实验数据对计算公式进

3、行检验，验证正确后应用此模型对变位后的罐容表重新标定得到准确的罐容表,还根据实际测量的油位高度和储油体积应用本文模型对储油罐是否变位进行识别。而且在此基础上还介绍了油罐变位后的几种纠偏方法，对于变位较明显的应先进行纠偏处理，在对其应用此模型解出倾斜角，最后再次应用此模型对罐容表重新标定。该模型的建立方法不仅适用于柱形储油罐，也适用于其他形状较规则的储油罐。关键词积分求解变位识别纠偏法罐容表标定181、引言储罐是用以存放酸、醇、气体等提炼的化学物质的一种大型容器。其种类很多，大体上有滚塑储罐、玻璃钢储罐、陶瓷储罐、橡胶储罐、焊接塑料储罐等。防

4、腐储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活总是离不开大大小小的储罐，防腐储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的防腐储罐。储油罐是储存油品的容器，它是石油库的主要设备。储油罐按材质可分金属油罐和非金属油罐；按所处位置可分地下油罐、半地下油罐和地上油罐；按安装形式可分立式、卧式；按形状可分圆柱形、方箱形和球形。特别是金属刚性储油罐，在石油、化工、轻工、储运等部门有着广泛的应用。。随着社会经

5、济的发展，汽车逐渐普及，路边上的加油站的数目也在不断增加。一般加油站都是采用地埋卧式油罐存储油料，因其具有隐蔽，油品蒸发损耗小，节约地上空间，消防要求低，安全性高等优点，所以经常被采用。储罐内液体的计量对于过程控制、生产考核、库存管理以及贸易结算等都有非常重要的意义，同时准确检测油的容量防止过多罐装液体溢出，也是确保安全生产和环境保护的重要手段。2、问题的提出通常加油站有若干个地下储油罐，并且有与之配套的“油位计量管理系统”，它采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据，通过预先标定的罐容表（即罐内油位高度与储油量的对应关系）进

6、行实时计算，以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。在运行过程中，由于地基变形等原因不可避免地使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化（以下称为变位），致使油罐容表发生改变，如果按照原来的罐容表所测量的值与实际的有一定的误差，为了准确检测到油的容量，就需要对罐容表重新标定。通过查阅网上资料及各种期刊发现，很早以前就已经有学者研究过储油罐的各种性能及改进方案。1981年黑龙江八一农垦大学学报中就有有关倾斜油罐容量的计算，其思想是对罐容油量的计算把积分计算的结果用近似方法转化为查表和四则运算，以避开用积分计算罐内容油量中的表达式复杂、计算不方便

7、。至今仍有很多研究者在继续研究使得罐体内油量测量值误差最小以及考虑温度等对测量值的影响。本文主要采用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题，建立罐体变位对罐容表的影响模型并解决。从现实使用的情况看，常用的两种储油罐罐型是：一、两端平头的椭圆柱体的储油罐，二、圆柱形罐体球冠端头储油罐。(1)对于两端平头的椭圆柱体的储油罐，分别对罐体无变位和倾斜角为18的纵向变化做实验，建立模型研究罐体变位后对罐体表的影响，并利用附件1中的相关数据对模型的正确性进行检验。(2)对于圆柱形罐体球冠端头储油罐，建立罐体变位后标定罐容表的数学模型，即

8、罐内储油量与油位高度及变位参数（纵向倾斜角度a和横向偏转角度b）之间的一般关系，并利用罐体变位后在进/出油工程中的实际检测数据给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值，