0引言
作為一種油品計(jì)量器具，質(zhì)量流量計(jì)在船舶供油領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。質(zhì)量流量計(jì)最初僅安裝在大型航運(yùn)公司的船上，主要用于核實(shí)接收燃油的數(shù)量和監(jiān)控船舶自用燃油的消耗數(shù)量。在大型航運(yùn)公司的要求和呼吁下，供油公司逐漸開(kāi)始使用質(zhì)量流量計(jì)作為貿(mào)易交接計(jì)量器具。
作為全球供油量最大的船舶供油港口，新加坡為改變混亂的供油市場(chǎng)環(huán)境，維護(hù)新加坡供油市場(chǎng)誠(chéng)信的品牌形象，在2017年1月1日率先強(qiáng)制使用質(zhì)量流量計(jì)用于油品貿(mào)易交接。質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用規(guī)范新加坡市場(chǎng)的油品計(jì)量行為，贏得廣大航運(yùn)公司的高度認(rèn)可，維護(hù)新加坡地區(qū)供油公司的品牌信譽(yù)，提升新加坡地區(qū)的供油數(shù)量，也鞏固新加坡在全球船供油行業(yè)的龍頭地位。
目前，我國(guó)大型船供油公司已開(kāi)始將質(zhì)量流量計(jì)用于油品貿(mào)易交接，其中中國(guó)船舶燃料有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)船燃”)在自有船舶安裝10臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)，在外租船舶安裝1臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)，是國(guó)內(nèi)第一家將質(zhì)量流量計(jì)用于船用燃油貿(mào)易交接的公司。
1分類
質(zhì)量流量計(jì)分為直接式質(zhì)量流量計(jì)和間接式質(zhì)量流量計(jì)2種:直接式質(zhì)量流量計(jì)依靠測(cè)量某些與質(zhì)量流量直接相關(guān)的量(如動(dòng)量、科里奧利力等參數(shù))，進(jìn)而直接測(cè)出質(zhì)量流量值;間接式質(zhì)量流量計(jì)分別測(cè)量流體的密度值和體積流量，然后將兩者相乘，間接得到質(zhì)量流量值。目前，船舶使用的質(zhì)量流量計(jì)絕大多數(shù)是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，本文提到的質(zhì)量流量計(jì)特指科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。
2工作原理
質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量質(zhì)量的工作原理是牛頓第二定律，即F=ma。當(dāng)流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力，用2mv×ω表示。
以U形質(zhì)量流量計(jì)為例，其工作原理(見(jiàn)圖1)是:質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管在電磁驅(qū)動(dòng)下，以固有頻率振動(dòng)，振動(dòng)方向與流體流動(dòng)方向垂直(相當(dāng)于流體處于轉(zhuǎn)動(dòng)參考系內(nèi))，此時(shí)流體產(chǎn)生科里奧利力。由于U形管內(nèi)流體的流進(jìn)與流出方向相反，因此流體分別所受的科里奧利力方向相反。2個(gè)方向相反的作用力引起測(cè)量管扭曲，其扭曲程度與流體的質(zhì)量流量成正比，見(jiàn)圖2。
當(dāng)U形管內(nèi)無(wú)流體流過(guò)時(shí)，振動(dòng)管不產(chǎn)生扭曲，振動(dòng)管兩側(cè)電磁信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)到的信號(hào)是同相位的，見(jiàn)圖3a;當(dāng)U形管內(nèi)有流體流過(guò)時(shí)，振動(dòng)管在力矩作用下產(chǎn)生扭曲，2個(gè)檢測(cè)器間將存在相位差，見(jiàn)圖3b。用變送器測(cè)量左、右檢測(cè)信號(hào)之間的滯后時(shí)間，將這個(gè)時(shí)間差乘以流量標(biāo)定因數(shù)，就可確定質(zhì)量流量。因此，質(zhì)量流量越大，扭曲越大，也即相位差越大。
3優(yōu)勢(shì)
3．1計(jì)量精度高
質(zhì)量流量計(jì)利用科里奧利力效應(yīng)直接測(cè)量質(zhì)量流量來(lái)計(jì)算油品交接質(zhì)量，因此測(cè)量結(jié)果不受油品密度和溫度的影響。目前，船舶供油實(shí)際使用的質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量水介質(zhì)的精度可達(dá)到0.1%,質(zhì)量流量計(jì)系統(tǒng)的測(cè)量不確定度可達(dá)到0.5%。傳統(tǒng)船舶手工計(jì)量需要通過(guò)測(cè)量油品液位高度、油品溫度和船舶吃水差等,并通過(guò)艙容表計(jì)算得到油品體積，再乘以油品密度,最后得到油品質(zhì)量。這其中影響手工量艙計(jì)量結(jié)果的因素較多，實(shí)際計(jì)量過(guò)程中人為因素導(dǎo)致最后計(jì)量結(jié)果偏差較大，甚至存在惡意克扣燃油的風(fēng)險(xiǎn)。因此，質(zhì)量流量計(jì)在測(cè)量精度和穩(wěn)定性方面優(yōu)于傳統(tǒng)手工計(jì)量法。
3.2計(jì)量交接時(shí)間短
當(dāng)使用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量油品數(shù)量時(shí)，供應(yīng)規(guī)定.的油品數(shù)量、打印供油票據(jù)并簽署供油憑證后即可完成整個(gè)供油計(jì)量過(guò)程。使用傳統(tǒng)手工計(jì)量法計(jì)量油品數(shù)量時(shí)，在供應(yīng)規(guī)定的油品數(shù)量后,還需要測(cè)量船舶各貨油艙剩余燃油的油品液位高度、油品溫度和船舶吃水差,并對(duì)照船舶艙容表計(jì)算,后續(xù)計(jì)量和計(jì)算過(guò)程耗時(shí)約2h。因此,用質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量方式可以提高計(jì)量效率，節(jié)約供受油雙方的時(shí)間成本，有效提高船舶的周轉(zhuǎn)率。
3.3計(jì)量交接過(guò)程透明
質(zhì)量流量計(jì)系統(tǒng)電腦記載的供油數(shù)據(jù)和供油曲線圖可以完整地記錄和表征整個(gè)供油過(guò)程的實(shí)際情況，包括供油過(guò)程中的油品溫度、密度、質(zhì)量流量和含氣量的實(shí)時(shí)變化情況。如供油船存在惡意打氣行為，可以通過(guò)供油曲線的含氣量指標(biāo)變化情況直接判斷;如供油船存在惡意打水行為，可以通過(guò)供油曲線的密度變化情況直接判斷。供油的操作過(guò)程可以通過(guò)質(zhì)量流量的變化和對(duì)應(yīng)時(shí)間判斷供油船換艙或中途停泵等操作,有利于過(guò)程追溯，使得整個(gè)加油過(guò)程更加透明。
3.4計(jì)量爭(zhēng)議數(shù)量少.
根據(jù)新加坡供油市場(chǎng)的使用經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量流量計(jì)的使用大幅降低新加坡市場(chǎng)的計(jì)量爭(zhēng)議率。根據(jù)2017年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國(guó)船燃使用質(zhì)量流量計(jì)用于供油交接共計(jì)133單,未出現(xiàn)1次供油計(jì)量爭(zhēng)議。因此，質(zhì)量流量計(jì)對(duì)降低計(jì)量爭(zhēng)議起到非常重要的作用，對(duì)提升供油公司品牌信譽(yù)有積極作用。
4面臨的挑戰(zhàn)
4.1檢定困難
質(zhì)量流量計(jì)作為貿(mào)易交接的計(jì)量器具，根據(jù)中國(guó)計(jì)量法的要求,為保障質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量的正確率、一致性、溯源性和法制性，需要將質(zhì)量流量計(jì)定期檢定。
目前,國(guó)內(nèi)質(zhì)量流量計(jì)的檢定難度較大:(1)作為新興的計(jì)量器具，在國(guó)內(nèi)能夠檢定用于船舶的大口徑質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)較少,無(wú)法實(shí)現(xiàn)就近檢定;(2)對(duì)船舶來(lái)說(shuō)，拆表送檢的檢定模式難度較大。由于檢定周期長(zhǎng)，增加質(zhì)量流量計(jì)的損壞風(fēng)險(xiǎn)，制約質(zhì)量流量計(jì)檢定的可執(zhí)行性。
國(guó)外的量值溯源體系與國(guó)內(nèi)不同，國(guó)外對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的校準(zhǔn)采用現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證的方式,實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易，船舶更傾向采用現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證的方式。目前，國(guó)際船舶供油市場(chǎng)普遍采用的質(zhì)量流量計(jì)認(rèn)證方式有2種:(1)歐盟、中國(guó)香港等地區(qū)普遍使用MID認(rèn)證;(2)新加坡海事及港務(wù)管理局強(qiáng)制使用MPA認(rèn)證。其中,MID認(rèn)證應(yīng)用最早，MPA認(rèn)證是在MID認(rèn)證基礎(chǔ)_上的進(jìn)一步完善，重點(diǎn)加強(qiáng)政府的監(jiān)管。
4.2安裝成本較高
當(dāng)前市場(chǎng)上穩(wěn)定性較高的質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)商(如EMERSON、E+H)都屬于外資企業(yè)，保障質(zhì)量流量計(jì)正確率的防振和平衡核心技術(shù)被外國(guó)企業(yè)壟斷，國(guó)產(chǎn)質(zhì)量流量計(jì)的技術(shù)還無(wú)法完全滿足貿(mào)易交接的要求.因此質(zhì)量流量計(jì)的安裝成本較高,對(duì)小型船供油公司的壓力較大。
如果模仿新加坡，采用政府補(bǔ)貼強(qiáng)制推廣使用的方式,政府的一次性投入壓力也較大,因此當(dāng)前我國(guó)僅鼓勵(lì)船舶供油交接使用質(zhì)量流量計(jì)，尚未強(qiáng)制推廣。
4.3船員的操作水平要求較高
質(zhì)量流量計(jì)作為--種計(jì)量交接器具,其操作界面為全英文，船員需要專業(yè)人員的指導(dǎo)。在加油過(guò)程中,對(duì)泵速的控制和換艙的操作要求較高，否則無(wú)法滿足質(zhì)量流量計(jì)認(rèn)證的精度要求，從而出現(xiàn)不合格的供油票據(jù)。
同樣1臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)系統(tǒng)，操作經(jīng)驗(yàn)豐富的人員可以大幅減少計(jì)量過(guò)程的含氣量,保障質(zhì)量流量計(jì)滿管計(jì)量，進(jìn)而提高質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量精度，降低計(jì)量誤差。
5結(jié)束語(yǔ)
質(zhì)量流量計(jì)將是船舶供油行業(yè)計(jì)量器具的發(fā)展方向。雖然在我國(guó)船供油行業(yè)仍屬于普及推廣階段,但隨著質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)的發(fā)展，船舶客戶對(duì)質(zhì)量流量計(jì)的認(rèn)識(shí)日益提高，在船供油行業(yè)的使用率將不斷提高，從而增強(qiáng)供油商與客戶之間的信任度。
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