应用质量流量计作铁路装车计量的超差原因探究

摘要：铁路罐车批控装车系统试运时, 以人工检尺为准, 质量流量计只作参考对比, 因比对差率有的高达2%而无法投用流量计作计量。随后, 根据比对数据, 分别以物料名称、车型、车号、流量计为单位统计其差率分布情况进行深入分析, ***终发现其超差根源是错用铁路罐车表号所致, 并验证了应用质量流量计作交接计量更为准确可靠, 推动了质量流量计的应用。

某公司铁路罐车批控装车系统于2014年6建成并投入试运行, 该系统安装准确度为0.1%的质量流量计100台, 每一台流量计配一台批控器分时控制2个装车鹤位, 实现汽油、煤油、柴油等油品的铁路罐车装车出厂。批控装车系统中的流量计经离线检定合格并作工况调零, 试运期间仍用人工检尺作交接计量, 流量计用作参考对比, 但比对结果很不理想, 比对差率较大, 有的装一车油就差1 t多, 差率高达2%, 因习惯思维而怀疑质量流量计不准, 无法投用质量流量计作计量, 比对数据见表1。

为此, 某公司决定对3个多月的计量比对数据进行深度分析, 以找出差量大的原因, 确定人工检尺与流量计哪种计量方式的数据更准确可靠, 能否使用流量计作交接计量。

表1 检尺、流量计、轨道衡的比对数据Tab.1 Comparison data of ruler, flowmeter and track scale     

人工检尺计量是先通过检测罐车内液体的液位、温度、密度, 再根据罐车表号及液位查表计得其体积量, ***后根据体积量、温度、密度计算出交接重量。

按流量计与检尺计量比对差率的严重程度分为A、B、C、D四个区域, 差率区域A、B、C、D的差率值范围分别为 (≤0.350%) 、 (0.351%~0.700%) 、 (0.701%~1.00%) 、 (>1.00%) 。

按2014年9~11月总数13602条装车记录计算, A、B、C、D分布数分别为7646、3809、1277、870车次, 其平均分布率分别为56.21%、28.00%、9.39%、6.40%。

然后分别以物料名称、车型、车号、流量计为单位进行统计各差率区域车次的分布数、分布率, 再根据其分布情况进行分析找出问题所在。若以物料名称为单位进行统计, 如果某物料的A、B、C、D分布率与平均分布率相差较远, 则表示A、B、C、D分布与平均的不相似, 说明差量问题与该物料有直接关系, 如果其分布率相近则相似, 说明差量问题与该物料无直接关系, 以此类推。

见表2, 物料各D分布率为5.01%~8.92%, 与D的平均分布率6.40%比较接近, 差量问题应与物料名称无直接关系。

表2 按物料名称各差率的分布情况Tab.2 distribution of the difference rates by the name of the material

见表3, (1) 序为1的D分布率分别为15.69%, 远大于D的平均分布率6.40%, D分布过多, 差量问题极可能与序为1 (车型G60-A) 有直接关系, 老车型G60-A误差较大; (2) 序为3 (车型GQ70-KA) 的D分布率分别为0.5%, 远小于D的平均分布率6.40%, D分布过少, 反映新车型GQ70-KA的准确度较高。

表3 按车型各差率的分布情况Tab.3 distribution of the difference rates by vehicle 

见表4 (仅列部分) , 序为3的D分布率18.5%, 远大于D的平均分布率6.77%, D分布过多, 差量问题可能与序为3的流量计18A有直接关系, 后经检查发现18A流量计因零漂误差达0.4%。

表4 按流量计各差率的分布情况Tab.4 distribution of the difference rates by the flowmeter  

见表5 (仅列部分) , 序为3~5的C、D分布率之和大于80%, 远大于C、D平均分布率之和15.79%, C、D分布过多, 差量问题极有可能与序为3~5的车号有直接关系, 依此在共6030辆车中发现883辆车的C、D分布过多, 怀疑883辆车是问题车。

表5 按车号各差率的分布情况Tab.5 distribution of the difference rates by the wagon number   

表6 铁路罐车的检定情况Tab.6 verification of railway tanker  

对怀疑883辆的问题车, 查询到其中有291辆车的车身表号与检定表号不一致, 见表6 (仅列部分) 。

经查询, 发现本公司在2014年9-11月使用的罐车情况:按车计算, 使用总车2458辆, 车身表号与检定表号不一致的有273辆, 出错率11.1%;按车次计算, 使用总车次5813, 车身表号与检定表号不一致的有549车次, 出错率9.4%。因此, 铁路罐车计量实际使用的车身表号与检定的表号不一致是客观事实, 具有普通性, 出错概率约10%。

罐车检尺计量时普遍采用铁路罐车身上标示的车身表号, 应以检定表号为准, 表号不同计量结果就不同, 造成计量误差。核查到291辆车号不同的问题车中共使用598车次, 按检定表号计算实际装油量, 比对数据见表7 (仅列部分) , 比对发现表号问题引起的误差有的高达2%, 平均误差约为1%, 而且基本上为正误差, 大的误差主要发生在G60车型上;发现流量计计量与按检定表号进行检尺计量的比对, 其误差基本小于0.7%。

表7 铁路罐车表号问题引起的误差情况Tab.7 error caused by table number problem of railway tank car

铁路罐车计量、质量流量计、轨道衡的准确度分别为0.7%、0.2%、1%, 依误差理论合成, 铁路罐车与流量计、轨道衡与流量计、铁路罐车与轨道衡的计量比对合理误差限分别为0.73%、1.02%、1.22%。

表1中***大差率是序号3的比对, 其流量计、轨道衡比检尺计量的差率分别为-2.11%、-2.27%, 查询该车号6105134, 车身表号为A484, 检定表号为A434, 表号更正后其流量计、轨道衡比检尺计量的差率分别为0.19%、0.02%, 见表8 (仅列部分) 。

表8中, 铁路罐车检尺计量与流量计、轨道衡与流量计、铁路罐车检尺计量与轨道衡的比对, 其***大差率分别是序号1的-0.72%、序号4的0.20%、序号1的-0.72%, 分别接近或小于合理误差限0.73%、1.02%、1.22%, 各单个比对的差率合理或基本合理;若把这8辆当一个批次进行比对, 其批次差率分别为-0.08%、0.17%、-0.25%, 分别远小于合理误差限0.73%、1.02%、1.22%。

表8 检尺、流量计、轨道衡的比对数据Tab.8 Comparison data of ruler, flowmeter and track scale

如表9所示 (仅列部分) , 2014年9~11月97号车用汽油共3647辆车, 总 (批次) 差率为0.04%, 若以每天为一个批次, 11月份***大批次差率是11月5日的0.23%。

从以上实际数据可看到, 单个比对的差率较大, 以批次为单位进行比对, 其差率较小, 而且批次的个体越多, 差率就越小。

表9 铁路罐车检尺与流量计批次数据的比对Tab.9 Comparison of batch data of gauge and flowmeter in railway tank car 

铁路罐车实际使用的车身表号与检定的表号不一致的概率约10%, 其计量误差有的高达2%, 大的误差主要发生在G60车型上, 检尺计量应注意。

使用准确度较低的计量器具 (如罐车检尺计量, 轨道衡) , 对准确度0.2%的质量流量计进行比对计量时, 首先要按照误差理论对合成误差是否在合理误差限内进行判断, 若比对差率较大时应客观地查找原因, 不能总认为是流量计的问题, 其次是按批次进行计量比对的方法更科学, 批次的个体越多, 差率就越小。

质量流量计的准确度为0.2%, 并通过批次比对验证了其数据可靠, 罐车计量准确度为0.7%, 而且因部分表号出错等原因无法保证全部罐车计量都能达到准确度为0.7%, 应优先使用准确度高的质量流量计作交接计量。

根据以上分析结论, 某公司从2015年6月1日起全面推进实现了铁路罐车按质量流量计作交接计量, 从此告别了几十年以来一直使用人工检尺的历史, 不仅提高了计量准确度与自动化水平, 减轻了计量员的劳动强度, 并大大提升了产品出厂效率。