JF(浙)JJF(浙)1197-2023液化天然氣立式儲罐容量校準規(guī)范2023-04-17發(fā)布2023-04-17發(fā)布液化天然氣立式儲罐容量校準規(guī)范CalibrationSpecificatioofLiquefiedNaturalGasesVerticalTanks 2 2 4 6 6 6 7 7 31 33 術(shù)語及定義》和JJF1059.1《測量不確定度評定與表示》的規(guī)定編寫。使用本規(guī)范時，引用文件的最新版本（包括所有的液化天然氣立式儲罐容量校準規(guī)范GB/T20368-2021液化天然氣(LNGB/T26978-2021現(xiàn)場組裝立式圓筒平底鋼質(zhì)低溫液化氣儲罐的設(shè)計與建造AQ3028化學(xué)品生產(chǎn)單位受限空間作業(yè)3.1液化天然氣立式儲罐liquefiednaturalgasesve3.2上計量基準面（液位計安裝面）uppermea3.4液位系統(tǒng)參考高度referenceheightofliquidlevelsystem3.5最小測量容量thesmallestmeasur主容器為鋼制內(nèi)罐，其形狀為圓柱形，內(nèi)壁一般為含鎳9%的合金鋼。天然氣液相全部裝存于鋼制內(nèi)罐，氣相存在于穹頂與鋼制內(nèi)罐液相之間的空間液位系統(tǒng)(輔)次容器(混凝土外罐或鋼制外罐)吊頂隔熱層吊頂主容器(鋼制內(nèi)罐)液位系統(tǒng)(主)4.1.2棱柱形儲罐結(jié)構(gòu)棱柱形儲罐一般為薄膜罐。薄膜罐結(jié)構(gòu)形式為由一個薄的鋼質(zhì)主容器(即薄膜)、絕熱層和預(yù)應(yīng)力混凝土罐體共同組成的能儲存低溫液體的復(fù)合結(jié)構(gòu)。金屬薄膜內(nèi)罐為非自支撐式結(jié)構(gòu)，用于儲存低溫液化氣，其液相荷載和其他施加在金屬薄膜上的荷載通過可承受荷載的絕熱層全部傳遞到混凝土外罐上，其氣相壓力由儲罐的頂部承金屬薄膜內(nèi)罐的形狀為棱柱形，其橫截面為正多邊形(如正56邊形),天然氣液相全部裝存于金屬薄膜內(nèi)罐，氣相存在于穹頂與金屬薄膜內(nèi)罐液相之間的空間內(nèi)。液位系統(tǒng)(主)主容器(薄膜內(nèi)罐)液位系統(tǒng)(輔)次容器(混凝土外罐)4.2液化天然氣立式儲罐校準原理上依次稱為第1圈板，第2圈板，…,第n圈板，則每圈板容量V為：若考慮液體靜壓力引起的罐壁彈性變形的修正將棱柱形儲罐內(nèi)罐分為若干層，從下至上依次計算各層VSihi(3)Si——第i層的面積，mm2；hi——第i層的層高，mm；VViV6.2.1液位計導(dǎo)向管以及對容量計量有影6.2.2對于圓柱形儲罐，校準前應(yīng)經(jīng)過水壓試驗，水壓試驗應(yīng)滿足GB/T表1校準用標準器技術(shù)參數(shù)表設(shè)備名稱測量范圍準確度等級或最大允許誤差備注全站儀（1.7~80）m測角準確度等級：不低于I級測距準確度等級：不低于Ⅱ級根據(jù)測量方法，可選配其中一種作為標準器三維激光掃描儀（0.6~50）m測角最大允許誤差：±20″測距最大允許誤差：±（2+10×10-6L）mm（L為測量距離）鋼卷尺（0~100）mⅡ級測深鋼卷尺（0~30）mMPE：±2.0mm使用時進行修正（0~50）mMPE：±3.0mm激光測距儀自動安平水準儀（1~100）mDSZ3級及以上根據(jù)底量測量方法選配激光掃平儀（1~50）mMPE：±20″測厚儀（0~50）mm≤10mm，±0.1mm；＞10mm，±(0.1+1%L)mm（L為測量厚度）表2校準用配套設(shè)備技術(shù)參數(shù)表設(shè)備名稱型號規(guī)格/測量范圍備注標高尺（0~2）m最小分度值1mm，根據(jù)底量測量方法選配棱鏡和對中桿/根據(jù)底量測量方法選配便攜式氣體報警儀/滿足一氧化碳、硫化氫、氧氣和可燃氣體等氣體濃度值檢測要求輻射溫度計（-10～50）℃最大允許誤差：±1.0℃溫濕度計(-20~50)℃(10~90)%RH最大允許誤差：±1.0℃±7%RH空盒氣壓表(800-1060)hPa最大允許誤差：±2hPa防爆燈具——滿足要求對講機——滿足要求安全帶——滿足要求三腳架——滿足要求防毒面具——滿足要求數(shù)據(jù)處理軟件——滿足本規(guī)范的計算要求表3校準項目一覽表校準項目圓柱形儲罐測量棱柱形儲罐測量圓柱面測量+棱柱面的測量+各圈板高度、板厚測量+罐底測量++罐體傾斜測量+液位系統(tǒng)參考高度測量++穹頂測量++罐內(nèi)附件測量++注：“+”表示應(yīng)校準項目，“-”表示不需校準項目e)選取某一母線，利用光電測量儀器觀測各圈板水平焊縫上下之間的高各圈板高度測量1）采用全站儀法測量時，選取對稱的四條母線，利平均值作為各圈板高度。（2）采用三維激光掃描法測量時，在數(shù)據(jù)處理軟件0-2……0-n，n——半徑方向測量條數(shù))的交點的位置。測量點的數(shù)目由罐的直徑大小確定，一般情況下測量點數(shù)見表4，同心圓到罐底中心的距RIR1/mIIRIIR2/mRm1R(m1)/mRRmR——第一圈板內(nèi)半徑，mm；表4罐底測量點數(shù)量基圓直徑(m)mnD≤308830<D≤608D>6032ⅧⅦⅥⅤⅣⅢⅡⅠ32ⅧⅦⅥⅤⅣⅢⅡⅠ457圖3罐底量測量示意圖連續(xù)讀兩次，兩次讀數(shù)差不超過1mm，取平均值作為記錄各測量點的標高(參將全站儀架設(shè)在罐底靠近中心的穩(wěn)定點上，用對中桿逐一直立于各測量），兩次讀數(shù)差值不超過1mm的，以第一次讀數(shù)為測量值。取4個等分點平均值a）等待儀器與周圍環(huán)境溫度條件平衡，將全站儀儀器架設(shè)在罐內(nèi)測量中置橫截面正多邊形各邊的點坐標，每條邊測量不少于5個點，測量時d）完成一個橫截面正多邊形各邊的點坐標，全站儀再次照準檢核目標，參考7.1.3.1確定測量點數(shù)量和位置，測量條數(shù)n和等分圓環(huán)的數(shù)量m根可使用(見附錄A)。三維激光掃描法測得到數(shù)據(jù)計算水平圓周半徑時，應(yīng)按圈板將點云分層，每圈板分層不少于2層，用于計算半徑的每層點云厚度宜為VF,B,B,BF,B,BB基——下計量基準點標高，mm；Fhd,Bm,i,B基——自定義函數(shù)，定義如下：Fhd,Bm,i,B基m,ihdB基注：m,ihdB基)(Βm,ihdB基)(1)當(dāng)下計量基準點高于或等于罐底最高點時，令hd=0得到死量。(2)當(dāng)下計量基準點低于罐底最高點時，令hd等于下計量基準點至罐底最高點高度時得到罐底容量；hd在區(qū)間高度內(nèi)分別取值，代入公式計算得到不同高度下的罐底量容量表。設(shè)圈板最上層實測水平圓圓心與最下層實測水平圓圓心平面坐標之差分dxx上x下dyy上y下dHarctan()dH上,y上)——為立式罐最上層實測水平圓圓心點平面(x下,y下)——為立式罐最下層實測水平dH——為立式罐最上層實測水平圓和最下層實測水平圓之間的垂直高VLd2(1)h106VPKh2(10)Kg(0.0011)d3104ρ——罐內(nèi)液體平均密度，g/cm3；E——圈板鋼材的彈性模量，9Ni鋼彈性模量E＝δ——罐壁的平均鋼板厚度mm；1B基——下計量基準點處標高，mm；B起——附件起點標高，mm；B止——附件止點標高，mm；體積不應(yīng)小于最小測量容量Vmin。罐的最小測量高度hmin是指最小測量容量相h——液位計最大允許誤差，mm；S——罐的橫截面積，mm2；際密度進行修正，也可把靜壓力修正值根據(jù)實際使用密度直接修正到容量表rinaa1(1/n)[xir1(xia0)/di](A.1)b(yib0)/di]diaa2(1/n)[xir2(xia1)/di](A.2)(yib1)/di]diaam1(1/n)[xirm1(xiam2)/di](A.3)(yibm2)/di]diam(1/n)(1/n)[xirm(xiam1)/di](1/n)[yirm(yibm1)/di]di yi——水平圓周上第i號測量目標點的y坐標，mm，i1,2,3,...n；b0——水平圓圓心坐標y的初始值(一n——水平圓周上測量目標的總點數(shù)；r最后的半徑計算結(jié)果rm為所求的水平圓周半徑。r2xx02yy02(A.5)即r2x22xx0xy22yy0y(A.6)令a2x0，b2y0，cxyr2則點(xi,yi)到圓的邊緣的距離的,idi2r2xix02yiy02r2xyaxibyic令fa,b,c為i的平方和：fa,b,cxyaxibyic2fa,b,c對a，b，c求偏導(dǎo)，并令偏導(dǎo)等于0，得到極值點2xyaxibyicxi02xyaxibyicyi02xyaxibyic0A.9nA.11xi得：nx2y2axbycxx2y2axbycx0nxyaxibyixixyaxibyixi0nxxixianxiyixiyibnxnxiyxyxi0A.10nA.11yi得：nx2y2axbycyx2y2axbycy0nxyaxibyiyixyaxibyiyi0nxiyixiyianyyiyibnxyinyxyyi0KK2令K3K4K52yyi2nxnxiyixiyixi可得：nyyiyinxyinyixiyiyiK1aK2bK30，K2aK4bK50(A.18)則：aK2K5K34，bK15K2K3，cxyaxibyiK1K4K2K2K1K4n得x0，y0，r的估計擬合值：a2b24ca2b24cx0y0rx0——水平圓圓心坐標x的估計擬y0——水平圓圓心坐標y的估計擬合值，mm；n——水平圓周上測量目標的總點數(shù)；），rr——為全站儀測量時實際溫度條件下得到的半徑，mm；——鋼板的線膨脹系數(shù)，0C1；t——全站儀測量時罐壁的溫度，0C。注：如果鋼板的線膨脹系數(shù)不是線性的，則按照提供的膨脹系數(shù)分段修正。表A.1驗證數(shù)據(jù)表X（m）Y（m）X（m）141.4833-15.429525-6.618839.155749-29.8454-29.8066242.4827-11.904926-10.17438.266850-27.2998-32.443343.1815-8.308827-13.644737.092251-24.5321-34.8438443.5985-4.670528-16.991835.599252-21.5709-37.0013543.6458-1.006629-20.187133.807453-18.4337-38.8936643.39232.64730-23.22731.765854-15.1492-40.5201742.82266.264631-26.083129.473355-11.729-41.8367841.91239.812332-28.70726.919556-8.2084-42.8521940.749913.281433-31.134724.177657-4.612-43.559739.286816.636734-33.298121.22158-0.9686-43.954337.511419.840635-35.187118.0826592.6956-44.021735.47922.887136-36.80614.7958609.9717-43.203533.186725.744337-38.117111.37516113.5264-42.315930.632328.371538-39.12967.85536216.9972-41.139427.871730.778139-39.84634.26226320.3462-39.652524.928332.957240-40.230.6196423.5456-37.867921.78434.839141-40.3153-3.04416526.5943-35.83618.492936.447442-40.0877-6.70346629.4532-33.543715.07637.76843-39.5085-10.32236732.0919-31.00012011.558838.790644-38.5986-13.86976834.4863-28.2272217.965939.507445-37.4305-17.34316936.6572-25.276224.320939.882546-35.948-20.69387038.5451-22.135230.657739.942347-34.1934-23.91297140.1628-18.848124-2.997139.713448-32.1616-26.9665對于某一橫截面測量的點其坐標值為xij,yij，i1,2,3,...n為點的序號，根據(jù)最小二乘法原理擬合第j條邊，該邊的直線方程為：yjajbjxj(B.1）式中aj、bj的最佳估計值為：ajabjxij2yijxijxijyij22ijijNxx22ijijNxijyijyijxijxijyij2Nxij2xij2對于相鄰兩邊yjajbjxj、yj1aj1bj1xj1其交點xk,yk為：xkykaj-aj1bj1bjbj1bjajbj1aj1bjbj1bj）：S 12Sxkyk1xk1yk 12S附錄C穹頂測量及數(shù)據(jù)處理方法如圖C.1所示，通過對測量穹頂內(nèi)表面半徑ra、外罐內(nèi)直徑Da面與穹頂內(nèi)表面最高點距離H、吊頂以上圓直筒高度h,按式(C.1)計算穹頂體積，扣除各附件(如膨脹珍珠巖、玻璃纖維氈、吊頂?shù)鯒U等)體積V附后，即為穹頂可容納氣相的體積Va。玻璃纖維氈C.1穹頂內(nèi)表面半徑ra的測量與計算采用全站儀或三維激光掃描儀測量穹頂內(nèi)表面各點時，測量點為穹頂內(nèi)表面各同心圓均勻分布的點，至穹頂內(nèi)表面最高點和穹頂內(nèi)表面最低點的夾角8等分劃分，每等分角對應(yīng)一個同心圓，每個同心圓取不少于16點作為測量點。采用最小二乘法對球面進行擬合計算穹頂內(nèi)表面半徑ra,在三維坐標系22222rdH(x0,y0,z0,rd)i1(xix0)(yiy0)(ziz0)求偏導(dǎo)后簡化得式（C.3C.4）。22222rdxix02yiy02ziz02rd20xixix02yiy02ziz02rd20yixix02yiy02ziz02rd20zixix02yiy02ziz02rd20uxx viyiy wzz代入（C.3C.4）后簡化得：N22N222Nr參考7.1.1獲得測量數(shù)據(jù)，參考附錄A計算外罐內(nèi)直徑Dd。采用全站儀或三維激光掃描儀測量獲取穹頂內(nèi)表面最高點坐標和吊頂上表面平均坐標（測量吊頂上表面不少于36個點的坐標取平均值），兩者高程坐標的差值即為吊頂上表面與穹頂內(nèi)表面最高點距離Hd。采用全站儀或三維激光掃描儀測量獲取穹頂內(nèi)表面與外罐內(nèi)表面交界處坐標平均值（測量交界處不少于36個點的坐標取平均值）和吊頂上表面平均坐標（測量吊頂上表面不少于36個點的坐標取平均值），兩者高程坐標的差值即為吊頂以上圓直筒高度hd。出其體積，對于不能實際測量的附件，也可申校單位：校準依據(jù)：罐號：儲罐類型：環(huán)境溫度：標稱容量：罐體材質(zhì)：校準使用的標準器標準器名稱型號設(shè)備編號證書編號有效期至計算結(jié)果傾斜角：內(nèi)罐總?cè)萘浚簻y量不確定度：底量：死量：序號圈板高分層高厚度圈板溫度水平圓周半徑棱柱橫截面溫度修正至℃各分層值1/4值、3/4值平均值0ⅠⅨⅡⅩⅢⅪⅣⅫⅤⅩⅢⅥⅩⅣⅦⅩⅤⅧⅩⅥ0測量計算值rdDdHdV1.校準結(jié)果：℃時內(nèi)罐總?cè)萘?m3，相對擴展不確定度（k=2℃時罐體弧頂部分總?cè)萘浚簃3。2.此罐容表以液位計對應(yīng)的罐底點為基準點，當(dāng)液面達到測量零點時，對應(yīng)的體積為死量：m3。3.后附容量表共頁，容量表的對應(yīng)溫度為：℃。4.容量表的液位高度由液位計以讀取，液位系統(tǒng)參考高度如附圖所示，使用液位計的讀數(shù)查表前必須根據(jù)罐內(nèi)溫度修正到實際高度。5.靜壓力容量修正表為液體密度為g/cm3的靜壓力增大值，在使用時，若液體密度變化，應(yīng)將相應(yīng)的靜壓力容量修正值乘于液體實際密度與g/cm3的比值，得其修正值ΔVP。6.為了保證罐容量測量不確定度達到給出的相對擴展不確定度Urel，所排出或注入的最少液體體積不應(yīng)小于最小測量容量。罐的最小測量容量為液高h/Urel所對應(yīng)的容量表容積（h為液位計最大允許誤差）。7.罐大修或嚴重變