CN104390630A - 外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法 - Google Patents

外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法 Download PDF

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张玉平
张卫华
陶彬
郎需庆
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本发明涉及一种外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，主要解决现有技术中无法在线精确检测储罐倾斜的问题。本发明使用一种外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，包括如下步骤：(1)当外浮顶储罐输油结束、浮盘处于低液位位置后，将全站仪固定在浮盘上并找平；(2)建立测量坐标系，测量储罐各圈板同一高度上的点坐标，测量角度间隔小于15°，用数据记录仪记录测量数据；(3)测量完成后，将测量到的数据进行处理，使用最小二乘法拟合出各个圈板的圆心坐标和半径，并将所有圈板的圆心坐标投影在XY平面坐标系中，然后对其进行拟合，从而计算出油罐倾斜度，该技术方案较好地解决了上述问题，可用于外浮顶储罐整体倾斜测量与评估中。

Description

外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法
技术领域
本发明涉及一种外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法。
背景技术
浮顶式储油罐简称浮顶罐，为储油罐重要的一个类别，主要因其设计有一个能“贴浮”在油面上，并随储罐内油位升降的“浮顶装置”而区别于无该装置的普通固定顶油罐。浮顶式储油罐分为，内浮顶式和外浮顶式两种，因浮盘的灵活上下可以贴近液面从而大大减少液面上方的气体空间，因而可以大幅降低所储存物料的蒸发损耗。该种储罐被广泛运用于诸如：汽油、航空煤油、柴油等轻质油品和原油的仓储。CN201310665792.X公开了大型单盘式外浮顶储罐安装施工方法，依次包括如下步骤：预制加工步骤、罐底安装步骤、罐壁安装步骤、浮顶安装步骤和冲水试验步骤。在长期的使用过程中，受自身和罐内油品以及外载荷(风、雨等)应力的作用，储罐整体会发生倾斜。倾斜不仅会导致储罐液位升高，而且会造成浮盘卡盘，严重时会导致浮盘发生溢油等事故。
但是，大型储罐由于体积巨大——10×104m3的外浮顶储罐直径达80m，较小的倾斜很难通过肉眼观察到。并且油库管理人员出于生产和经济因素的考虑，大多数储罐超期服役，很难得到及时的清罐维修。因此，对于在役储罐的检测与安全评估就显得尤为重要，特别是罐体本身的倾斜状况。
本专利基于全站仪坐标测量的功能，发明了一种外浮顶储罐整体倾斜在线测量与评估方法。使用该方法的前提条件是外浮顶储罐输油结束、浮盘处于低液位位置，然后将全站仪置于浮盘上方中央的位置进行测量，测量出各圈板的坐标点之后，对各圈板的点坐标进行圆拟合，确定出其圆心。然后将所有圈板的圆心投影在同一水平面上，圆心的分布状况，即代表了储罐的倾斜度。
本发明有针对性的解决了该问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中精确度低、需清罐检测的问题，提供一种新的外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法。该方法用于外浮顶储罐整体倾斜测量与评估中，具有精确度高、无需清罐检测的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，包括如下步骤：(1)当外浮顶储罐输油结束、浮盘处于低液位位置后，将全站仪固定在浮盘上并找平；(2)建立测量坐标系，测量储罐各圈板同一高度上的点坐标，测量角度间隔小于15°，用数据记录仪记录测量数据；(3)测量完成后，将测量到的数据进行处理，使用最小二乘法拟合出各个圈板的圆心坐标和半径，并将所有圈板的圆心坐标投影在XY平面坐标系中，然后对其进行拟合，从而计算出油罐倾斜度。
上述技术方案中，优选地，所述数据记录仪为安装了测量软件的工程手机，通过蓝牙与全站仪连接。
上述技术方案中，优选地，所述全站仪安装固定在三角支架上，放置在浮盘正中央的位置。
上述技术方案中，优选地，所述测量角度间隔为15°或10°。
上述技术方案中，优选地，所述坐标点的数量根据储罐的直径进行确定，测量点的数据越多，最终的评估结果也就越精确。
上述技术方案中，优选地，所述测量点之间的距离为等间距，可以通过全站仪的转角计量功能实现。
使用本发明方法的前提条件是外浮顶储罐输油结束、浮盘处于低液位位置，通过使用全站仪的坐标测量功能，将其置于已落地的外浮顶储罐浮盘上方的中央位置，对储罐各圈板上同一水平面上点的坐标进行测量，来判断储罐的整体倾斜方向和倾斜程度，有效解决了储罐整体倾斜评估方面的问题，具有非常高的精确度，并且属于在线测量技术，避免了清罐检测带来的不便，节约了成本，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述测量方法的侧视图；
图2为本发明所述测量方法的俯视图；
图3为本发明所述测量方法中各圈板圆心在XY平面上的投影。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
在进行外浮顶储罐倾斜测量时，浮盘的位置应尽量低，从而可以测量到更多圈板的数据，提高评估结果精确度。
设备安装
具体测量时，如图1所示，将三角支架放置在外浮顶储罐浮盘上方中央的位置，调整好支腿的高度之后，将全站仪固定在支架上，并找平。记录仪通过蓝牙与全站仪进行连接。
测量
测量从罐壁的顶圈板开始，以罐顶取油口处的平台为起始点，顺时针进行测量。
圈板的编号从上至下，从上至下，分别为C1、C2……Cn、Cn+1。
第1圈板(即顶圈板)的第一个测量点坐标为C1(x1,y1)，第二个测量点坐标为C1(x2,y2)，依此类推，第m个测量点的坐标为C1(xm,ym)，如图2所示。
测量点之间的距离为等间距，可以通过全站仪的转角计量功能实现。如果同一圈板需要测量m个点，那么相邻测量点的夹角为(2×π)/m、距离为(π×D)/n。在提高测量精确度的同时，又要保证测量的效率，通常情况下将相邻测量点的夹角设为15°或10°。
测量时，同一圈板上的测量点，应尽量保持在同一高度，从而保证最终拟合出各圈板圆心坐标的精确性。
完成第1圈板的测量后，进行第2圈板的数据测量。其测量点坐标分别为C2(x1,y1)、C2(x2,y2)、……、C2(xm,ym)，依此类推，第n圈板的测量点坐标分别为Cn(x1,y1)、Cn(x2,y2)、……、Cn(xm,ym)，如图1。
在整个测量过程中，应保持所有的测量点的数据在同一坐标系中。
数据分析
测量完成后，将数据导入电脑。使用最小二乘法拟合各圈板的圆心，并将圆心坐标投影在XY坐标系中，那么各圈板的圆心坐标为O1(x1,y1)、O2(x2,y2)、……、On(xn,yn)、On+1(xn+1,yn+1)。对所有的圆心坐标进行数据拟合，得出XY坐标系中一条直线方程，直线的方向即为罐壁倾斜的方向，如图3所示。圆心坐标O1(x1,y1)与On+1(xn+1,yn+1)连线与XY平面之间的夹角，即为罐体的倾斜度。

Claims (6)

1.一种外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，包括如下步骤：(1)当外浮顶储罐输油结束、浮盘处于低液位位置后，将全站仪固定在浮盘上并找平；(2)建立测量坐标系，测量储罐各圈板同一高度上的点坐标，测量角度间隔小于15°，用数据记录仪记录测量数据；(3)测量完成后，将测量到的数据进行处理，使用最小二乘法拟合出各个圈板的圆心坐标和半径，并将所有圈板的圆心坐标投影在XY平面坐标系中，然后对其进行拟合，从而计算出油罐倾斜度。
2.根据权利要求1所述外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，其特征在于所述数据记录仪为安装了测量软件的工程手机，通过蓝牙与全站仪连接。
3.根据权利要求1所述外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，其特征在于所述全站仪安装固定在三角支架上，放置在浮盘正中央的位置。
4.根据权利要求1所述外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，其特征在于所述测量角度间隔为15°或10°。
5.根据权利要求1所述外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，其特征在于所述坐标点的数量根据储罐的直径进行确定，测量点的数据越多，最终的评估结果也就越精确。
6.根据权利要求1所述外浮顶储罐整体倾斜测量与评估方法，其特征在于所述测量点之间的距离为等间距，可以通过全站仪的转角计量功能实现。
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