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加油机自校与强制检定差异分析探讨

成品油计量2018-12-15 15:27:41

转自《石油库与加油站》

摘要:根据《中国石化加油站管理规范》(2013暂行版)及《销售企业加油站计量管理办法》要求,加油站在强制检定基础上需每月开展加油机自校工作。由于加油机自校与强制检定条件等差异,加油机自校结果与强制检定结果存在较大差异,给加油站管理带来困惑。本文从标准量器、检定条件及计算等方面分析了加油机自校与强制检定存在差异的原因,进一步提出了解决和控制减少差异的方法和建议。

 

关键词:加油机;自校与检定;差异分析

1.引言

四川石油分公司在营加油站398座,共有加油枪3758支,停用1081支,在用2677支,在用加油枪中经自校属于高风险的加油枪有347支。根据《中国石化加油站管理规范》(2013暂行版)及《销售企业加油站计量管理办法》要求,加油站在强制检定基础上每月需开展加油枪自校工作。在迎接销售公司检查和我司自己开展的日常检查中,加油枪自校过程常发生超差的情况,加油站也经常反映加油枪刚刚检定了,但是自校超过了《JJG443-2006燃油加油机检定规程》要求的误差。有的加油站将情况反馈给计量检定机构,部分计量检定机构会对此进行复检,部分计量检定机构对加油站的申请置之不理,而被复检的加油枪均合格。对此情况,加油站管理人员往往显得很茫然,按照公司制度,加油枪自校超差需停止使用,申请复检,复检合格的情况下是不是可以继续使用?对未复检的加油枪究竟是停用还是继续使用?如果继续使用,公司制度将得不到贯彻落实。

针对以上疑问,本文从加油枪强制检定和自校过程进行了分析,并提出减少误差的方法及建议。

2.加油机强制检定与自校要求

2.1 加油机强制检定方法

根据《JJG443-2006燃油加油机检定规程》要求,加油机在检定时其环境温度-25~55,检定时环境温度变化不超过5、油品与环境温差不超过10。环境温度应在加油机和标准金属量器附近测量。

检定规程中还对检定设备做了相关要求,规程中7.4.3.1要求量器容积应不小于加油机最小体积变量的1000倍,并不小于检定流量下1min排放量。目前,四川石油分公司在用的燃油加油机铭牌注名的流量范围一般是5L/imn~55 L/imn,由于运行环境、安装条件和管道长度、阻力、压力等因素,通常是达不到流量范围上限流量的。经验表明:在用加油机最大流量在42 L/imn左右,所以金属量器容积至少应为50L,最好选取100L的量器,最大允许误差为0.025%。从国家计量检定机构在现场检定操作情况来看,大部分国家计量检定机构使用的标准金属量器为50L的一等标准金属量器。
     规程7.2及5.1对加油机首次检定及后续检定和检定误差做了相关要求。加油枪首次检定应对加油枪的大、中、小流量三个点分别测量三次。后续检定中需对大、中流量分别测量三次,取个点三次的平均值作为该点示值误差,在各点示值误差中取最大的作为加油机的示值误差。加油机最大允许误差为±0.30%,重复性误差不超过0.15%。另外在规程中5.1.2条还提到加油机的最小被测量的最大允许误差为±0.50%,其测量重复性应不超过0.25%。

考虑加油机在检定过程中环境温度、加油枪出口油温和标准金属量器内油温不能恒温至20℃,检定规程中对温度修正进行了明确。

2.2 加油机自校操作方法

四川石油分公司制度要求加油站每月需对在用加油机开展自校。在现有条件下,自校要点如下:加油站配备,容量为20L的标准金属量器;自检前按要求润罐;每支枪在中等流速下,校验三次;不测实际流速;不考虑环境温度;加油枪出口油温和标准金属量器内油温忽略不计;加油机最大允许误差为±0.30%,重复性误差不超过0.15%。

2.3 加油机强制检定与自校区别

2.3.1标准金属量器不同

国家计量检定机构在对加油机开展强制检定时,大部分使用的是50L的一等标准金属量器,而加油站在开展加油机自校时使用的标准金属量器为二等或三等标准金属量器。

2.3.2操作方法不同

一是国家计量检定机构在对加油机开展强制检定时,对加油枪出油口油温和标准金属量器内油温进行了测量,而加油站在开展加油机自校时未测量加油枪出油口油温和标准金属量器内油温;二是强制检定使用的标准金属量器检定证书中也给出了明确的余油放空时间,检定时按照检定证书给出余油放空时间进行操作,而大部分加油站所使用的标准金属量器检定证书未给出余油放空时间,加油站在操作时余油放空时间随意性较大;三是按照检定规程要求,后续检定中,加油枪强制检定时只对大流量和中流量两个点进行检定,而加油站自校时由于标准金属量器容器较小,只能做到中小流量自校。

2.3.3计算方式不同

国家计量检定机构在计算加油机示值误差时考虑了温度变化,首先对标准量器示值VB按照温度修正公式:VBt=VB[1+βy(tJ-tB)+βB(tB-20)]对温度进行了修正,然后采用EV=( tJ -VBt)/ VBt×100%计算示值误差。而加油站对加油枪自校计算未考虑温度变化,采用EV=(tJ -VB)/ VB×100%公式计算示值误差。

3.误差分析

3.1仪器装置误差

根据《JJG259-2005标准金属量器检定规程》要求,一等标准金属量器最大允许误差为±0.05%,二等标准金属量器最大允许误差为±0.25%,而三等标准金属量器最大允许误差为±0.5%~±1.0%。

在加油枪强制检定中,计量检定机构所使用的50L标准金属量器属一等或二等标准量器,加油站开展加油枪自校所使用的20L标准金属量器为二等或三等标准量器。标准金属量器固有误差0.45%~0.95%之间。

3.2方法误差

3.2.1忽略标准金属量器油温和加油枪出口油温所引起的误差

     从《JJG443-2006燃油加油机检定规程》看出我们加油机的检定方法为容量比较法,是通过将加油机示值与标准金属量器测得的加油机输出的实际容量相比较,得出其相对误差。根据检定要求,在加油枪强制检定过程中,油品流过加油机的流量测量变换器的温度和标准金属量器内的温度分别在油枪出口处和标准金属量器内测得。

     根据温度修正公式:VBt=VB[1+βy(tJ-tB)+βB(tB-20)]        (1)

     式中:VBt一标准量器的容积示值VB在加油机同温度下给出的实际体积(L);

     VB一标准量器在20℃时的标准容积(L);

     tJ一加油机流量计出口温度(℃),由油枪口处出温度代替;

     tB一标准量器中的油温(℃);

     βy、βB一分别为检定介质的体膨胀系数和标准金属量器材质的体膨胀系数;

     不锈钢:50×10-6/℃,汽油:12×10-4/℃,普通柴油:9×10-4/℃。

      从(1)式中可以看出,除了tJ=tB=20,才有可能VBt=VB

      也就是在环境恒温在20℃下,才能保证加油枪出口温度和标准金属量器内油温为20℃,VBt=VB。实际工作中,我们无法做到。因此加油机强制检定时,计量检定机构按照规程要求对数据进行了修正。而我们在开展加油枪自校时,加油站均未测量油枪出口油温和标准金属量器内油品温度,计算时未考虑温度变化对测量结果带来的影响。温度对测量结果究竟有多大影响?

      根据公式(1),我们可以计算得出:

      当VJ=VB,且tJ=tB时,tJ与tB温度与国家标准温度20℃相比较,温度每升高1℃或降低1℃,其相对误差将随之增加±0.005%(如表1)。

           表1:当VJ=VB,且tJ=tB时,温度变化对VBt结果的影响(以汽油为例)


VJ(L)

tj(℃)

tB(℃)

vB(L)

vBt(L)

Ev(‰)

不计算温度

20



20

20.000

0.00

计算温度

20

16.0

16.0

20

19.996

0.20

20

17.0

17.0

20

19.997

0.15

20

18.0

18.0

20

19.998

0.10

20

19.0

19.0

20

19.999

0.05

20

20.0

20.0

20

20.000

0.00

20

21.0

21.0

20

20.001

-0.05

20

22.0

22.0

20

20.002

-0.10

20

23.0

23.0

20

20.003

-0.15

20

24.0

24.0

20

20.004

-0.20

表2是我们对两组数据进行温度修正和不进行温度修正的结果。 从表2中可以看出,当我们的加油机本身处于允许误差边界值时,如果我们不进行温度修正,可能会将不合格的加油枪判定为合格加油枪继续使用,也可能将合格的加油枪判定为不合格加油枪停止使用。

表2:计算温度与不计算温度举例(以汽油为例)


n

VJ(L)

tj(℃)

tB(℃)

vB(L)

vBt(L)

Ev(‰)

计算温度

1

20

12.2

12.0

20.057

20.054

-2.69

2

20

12.0

11.8

20.060

20.057

-2.84

3

20

12.2

12.2

20.061

20.053

-2.64

1

100

12.4

12.5

99.761

99.712

+2.89

2

100

14.3

14.3

99.755

99.727

+2.74

3

100

13.6

13.8

99.754

99.699

+3.02

不计算温度

1

20



20.057

20.057

-2.84

2

20



20.060

20.060

-2.99

3

20



20.061

20.061

-3.04

1

100



99.761

99.761

+2.89

2

100



99.755

99.755

+2.46

3

100



99.754

99.754

+2.47

3.2.2标准金属量器余油放空时间引起的误差

     根据《JJG443-2006燃油加油机检定规程》检定要求,加油机在各检定点应分别检定三次,各检定点示值误差的平均值和测量重复性应满足最大误差不超过±0.30%,重复性误差不超过0.15%。加油机在润罐和后续检定中,放空标准金属量器内余油对最终结果产生一定的影响。经检查发现,加油站现在使用的20L标准金属量器其检定证书上大部分未载明余油放空时间。通过实验,加油站使用的20L标准金属量器余油放空时间基本为2min,若时间过短,如放空时间只有1min,将会留有5ml余油,会造成0.025%的差异。

3.2.3流量变化引起的误差

      在《JJG443-2006燃油加油机检定规程》5.1.1和5.1.2条中规定了加油机最大允许误差和最小被测量的最大允许误差及重复性误差,其中加油机最大允许误差为±0.30%,重复性误差不超过0.15%;加油机的最小被测量的最大允许误差为±0.50%,重复性误差不超过0.25%。从两项条款中可以看出,加油机流量变化对误差有着直接的影响,当小流量发油时,因单位时间内泄漏量不变,同一数量油品的发油时间增加,加油机的基本误差值向负方向倾斜,随着流量的增大流量计的误差值逐渐由负方向向正方向移动,在一定范围内,当流量继续增加,流量计的误差又将向负方向偏移。

加油机在强制检定时,计量检定机构只对大流量和中流量两个点进行检定,未进行小流量检定,检定过程中使用秒表计数控制流速,基本能保证注油一次性完成。而加油站自校时由于标准金属量器容器较小,只能做到中小流量自校,且不能做到一次完成注油,导致自校与强制检定结果存在差异。在日常经营中,加油站汽油枪大部分使用中小流量加油,而地处郊区及乡镇的加油站加油作业时大部分使用小流量加油。四川石油分公司在营加油站中有101座加油站年销量在1000吨以下,加注油品车辆主要为摩托车和部分小型车辆。我们针对流量变化所引起的误差,做了一组汽油加油枪自校数据比较,其中大流量使用的100L标准量器,以加油枪能达到的最大流量进行加注油品测量,中流量和小流量使用20L标准金属量,分别以加油枪中等流速和模拟摩托车加油情况进行测试。从数据比较我们可以看出,大流量和中流量状态下,加油站正误差比小流量正误差大。

表3:流量变化引起的误差变化

测量点

n

VJ(L)

tj(℃)

tB(℃)

vB(L)

vBt(L)

Ev(‰)

大流量

1

100.00

12.4

12.5

99.799

99.750

+2.51

2

100.00

14.3

14.3

99.827

99.799

+2.01

3

100.00

13.6

13.8

99.798

99.743

+2.58

中流量

1

20.00

12.0

11.8

19.980

19.977

+1.15

2

20.01

12.4

12.2

19.985

19.982

+1.40

3

20.00

12.4

12.4

19.966

19.958

+2.10

小流量

1

20.00

12.2

12.0

19.991

19.988

+0.60

2

20.00

12.0

11.8

19.990

19.987

+0.65

3

20.00

12.2

12.2

19.989

19.981

+0.95

3.3人员读数误差

    操作人员读数误差也是加油机自校出现超差的原因之一。加油站操作人员在进行加油枪自校时未严格执行视线与液面保持一致高度,查看游标卡尺时没有认真查看定尺和动尺相对应的点,直接就看动尺与定尺平行点,由于定尺和动尺上刻度本身差异不大,不仔细看相平行的点会有很多,由此而造成的读数误差情况也时常发生。加油站进行自校的20L标准金属量器其分度值2ml/mm,读数每相差4mm,将引起0.004%的误差。

3.4小结

     从以上各环节情况来看,加油枪自校过程中标准金属量器准确度与温度测量和计算以及余油放空时间长短对校验误差有很大影响,虽然加油枪自校只是一种风险防控手段,但是由于仪器装置误差和人员操作过程中引起的误差很可能造成对加油枪准确度的误判而停止使用或继续使用,造成经营业务损失或计量管理风险。那么,我们应如何解决、减小和控制这些误差?

4.加油机自校与强制检定误差解决措施

4.1为每个加油站配备50L标准金属量器

   为保持自校与检定条件一致,为加油站配备50L标准金属量器,并在自校过程中对加油枪出油口温度和标准金属量器油温进行测量和计算,减少仪器装置引起的误差。

     优点:减少仪器装置引起的误差。

     缺点:费用高;每次自校回罐工作量大;在没有安装视频监控或者监控位置不恰当的加油站容易出现管理漏洞,增加了计量管理的难度。

4.2为每个片区配备50L标准金属量器

    加油站日常使用20L标准金属量器自校,当自校结果出现超差时,由片区管理人员将50L标准金属量器运至加油站进行复校,确认加油枪准确度情况。

     优点:费用相对较低,也可减少仪器装置引起的误差。

     缺点:需片区管理人员有车辆可载50L标准量器,且标准量器在运输过程中容易对仪器造成损坏或对其准确度造成影响。

4.3 加强管理、规范操作,减少仪器和人员操作引起的误差

4.3.1加强管理、规范操作

     要求加油站严格检定规程操作要求,一是要对加油枪出口油温和标准金属量器温度进行测量并对温度进行计算;二是规范加油枪自校操作,做好流速控制;三是规范读数,保证读数准确;四是保证余油放净。

4.3.2对温度进行修正

     加油枪检定和自校过程中,温度对误差的影响占了重要位置,为减少温度引起的误差,在自校过程中应对加油枪出口油温和标准金属量器内油温进行测量并计算。若加油枪出口油温和保温罐温度较难测量,可进行选择性测量。如:加油枪自校未计算温度的结果临近国家规定的加油枪±0.3%左右时,对加油枪出口油温和标准金属量器油温进行测量和计算,确认其是否超过±0.3%。

4.3.3仪器装置误差解决措施

     加油机强制检定的同时开展自校工作,并测量加油枪出油口温度和标准金属量器油温,严格按照检定规程要求进行操作、计算,将强制检定误差与自校检定误差作为仪器装置误差在后续的自校过程中予以剔除。

    优点:不增加费用,可解决自校过程中仪器装置和人员操作引起的误差。

5.结论

    “质优量足、顾客满意”是中国石化对客户的承诺,加油枪所加注油品数量是否充足将对企业计量准确有直接影响,面对千千万万消费者,企业严格管理,对加油枪开展风险风控,加油枪自校是加油枪风险防控的重要手段之一,但是由于仪器装置引起的误差和温度测量与计算及余油未放净、读数不准确引起的误差造成加油枪误差被误判的情况时有发生,加油站往往面对自校超差而强制检定又合格的情况无所适从。本文从标准量器、检定条件及计算等方面分析了加油机自校与强制检定存在差异的原因,并提出了解决措施。在实际工作中,只有加强管理、规范操作,才能避免和减少各环节引起的误差,才能真正做到将加油机风险防控管理。

 

参考文献:

[1]  JJG 443-2006 燃油加油机检定规程

[2]  JJG 259-2005  标准金属量器检定规程

[3]  液体流量对加油机示值误差的影响及解决方法  张建平