储油罐变位识别与罐容表标定的积分方法研究

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"基于积分原理的储油罐变位识别与罐容表标定" 这篇文章探讨了储油罐的变位识别和罐容表标定的技术方法,由樊宇、王宇楠等人撰写,属于首发论文。文章中提到了三种计算模型,包括椭圆形平头储油罐计算模型、圆形球缺顶储油罐计算模型以及最小二乘法搜索模型。 正文: 在储油设施中,准确地识别储油罐的变位和标定罐容表对于确保石油存储安全和计量精确至关重要。文章首先介绍了椭圆形平头储油罐的计算模型,通过积分方法建立了油位高度h与储油量V之间的函数关系。当纵向倾斜角α在0°至4.1°范围内变化时,这个模型可以计算出相应的油位高度与储油量的关系,提供了一种处理罐体微小倾斜情况下的容积计算方法。 接着,文章探讨了圆形球缺顶储油罐的计算模型。考虑到罐顶的特殊形状,研究者采用了“化斜为正”和“拆左补右”的策略,解决了倾斜状态下球缺体积的计算问题,得到了V关于倾斜角度α、β和油位高度h的表达式,从而能够适应不同工况下的罐体容积计算。 最小二乘法搜索模型是文章中的另一个亮点。该模型引入了总偏差F(α, β)的概念,将参数α和β的求解转化为一个最优化问题。通过逐步缩小参数范围,可以提高计算精度并找到最优解。这一方法在处理储油罐的复杂变位时尤为有效,能更准确地识别罐体的位置变化。 在误差分析部分,研究人员通过MATLAB软件对模型进行了拟合,发现了误差校正函数与油液高度h、倾斜参数α、β有密切关系,并且在油液体积大、温度高时,温度T也会对误差产生影响。这表明在实际应用中,需要考虑多种因素来提高测量的准确性。 关键词涉及罐容表的标定、微积分的应用、最小二乘法的优化策略、误差分析技术以及储油罐的变位识别。这些关键词揭示了文章的主要研究内容和技术手段,对储油罐设计、运营和维护具有重要的理论和实践指导价值。 总结来说,这篇文章深入研究了储油罐在不同条件下的容积计算和位置识别问题,通过积分原理和优化算法提出了解决方案,为实际操作提供了理论支持。通过细致的误差分析,为提高储油罐的测量精度指明了方向。
2012-12-13 上传
摘要 地下储油罐由于外界因素常会发生罐体位置变位,从而导致原有罐容表产生偏差。本文主要研究储油罐在纵向变位和横向倾斜后罐容标定表的变化问题。 首先,为了得到小椭圆型储油罐在纵向倾斜4.1度时的罐容表,先忽略容器中支架体积,根据储油罐形状,用定积分推导得出无变位时油量与高度的关系式。 利用所得关系式,根据油位高度求出理想罐容量,与实验值对比知误差不可忽略。考虑到小椭圆型储油罐本身容积较小,误差主要为罐内支架体积,为减少标定误差, 采用两种方法得到罐内支架体积与液面高度标定表。方法一采用分段线性插值拟合来确定支架体积与液面高度的对应关系。方法二将支架体积折算为储油罐附加壁厚。由于纵向倾斜角较小,假设其结果同样适用于变位后情的况。在油罐变位情况下,再次通过积分计算变位后理想容积与高度的对应关系表。理想容积减去相应高度的罐内支架体积,即可得到倾斜时的罐容标定表(见表5.1)。 其次,考虑纵向倾斜角度和横向偏转角度对圆柱体型储油罐罐容表的影响。由于圆柱体型储油罐容积较大,忽略罐内支架体积。将储油罐中油品体积分 为 和 两部分,通过取不同体积微元,积分计算无变位时的容积量对油高的 表达式。考虑影响时,通过转化,将此时容积转化为另一高度的无变位容积,利用已计算出的无变位公式求解。发生横向偏转,油面实际高度近似为所测油位高度与的余弦的乘积。最终得到罐内储油量与油位高度及变位参数之间的一般关系式。考虑到利用实际数据拟合和较为复杂,采用蒙特卡罗算法,利用matlab7.0求取不同和情况下的罐容表。用实测油高度计算理想容积,求出出油前后理想容积差与出油量或进油量差值的平方和,通过对比来确定变位参数及罐容标定表(见表)。最后,利用SPSS对一次性进油后的检测数据和模型求解数据进行方差检验,验证所建模型的正确性与方法的可靠性。 最后,考虑到标定罐容表无法解决非整数高度的对应容积值查询问题,根据现在已成熟的内插法,利用Excel软件设计一个罐容计算表,利用该表可以直接输入任意油高即可得出对应的容积值。 本文主要采用定积分推导油罐容积值计算公式,方法通俗易行,思路清晰,求解过程具有典型性。出于计算效率的考虑,结合题目特点,本文采用蒙特卡洛算法求解变位参数,无需计算复杂的积分公式,易于实现。最后,根据内插法制定了一个Excel查询表,实现非整数高度对应容积值的查询,提高了制定出的标定罐容表在工业上的普适性。 关键词: 储油罐 罐容标定值 变位 积分 蒙特卡罗算法