一、服务背景

      近年来，国际石油价格大幅震荡、不断攀升，给我国经济社会发展带来多方面的影响。早在2015年5月，中共中央总书记习近平在考察岙山国家战略石油储备基地时指出石油战略储备对国家意义重大，他强调：“舟山储备基地前景很好，要发挥优势，继续开发建设，为国家石油储备打好基础”。2017年3月，党中央、国务院批准在浙江舟山设立中国浙江自贸试验区。近年来，浙江自贸试验区舟山片区聚焦油气全产业链，重点推进国际油气交易中心、国际油气储运基地、国际石化基地等建设，累计集聚各类油气企业9300余家，建成41个储运项目，形成油品储运能力3400万，2021年油品贸易额超过7300亿元，成为全国油气企业集聚度最高的地区。其中舟山绿色石化基地4000万吨/年炼化一体化项目是目前世界上投资最大单体产业项目。2021年，浙石化加工原油2652.41万吨，实现产值1390.2亿元。

二、企业需求

      立式金属罐、球形金属罐、卧式金属罐等大型储油罐是石油化工产品贸易结算的计量器具，其计量准确与否，直接关系到我国对外贸易的经济利益和国家计量信誉。国家大宗商品储运产业计量测试中心将三维激光扫描这项数字计量技术应用于油气储运产业计量中，开发了立、卧、球罐以及异型舱体容量数字化计量、储罐变形检测和输油管线容量测量系统。该系统能够快速获取物体表面各点的三维坐标等信息并构建其三维数字模型，为石化企业油气贮存、计量贸易结算等各个环节提供准确的计量数据，助力石化企业核心竞争力提升。并且构建的大型储罐、输油管线三维数字实景，为企业建设数字化油库提供基础数据支撑，保障石化企业的安全运营。

三、服务措施

      国家大宗商品储运产业计量测试中心容量计量团队通过多年科研积累，深耕产业，从数据获取、处理和应用端开展研究，通过容器空间表面的海量阵列式坐标点云数据快速获取方法，生成容器真实物理三维几何模型，解决以往测量方法速度慢、局部特征缺失、受内部附件遮挡、外测站数据坐标系不一致和累计误差的问题，实现立式、卧式、球形等规则体及异形空间体的一站式容积求解，解决了点云精密计算的数字化应用难题。

图 1 立、卧、球罐以及异型舱体的一站式容积数字计量图

      大型储罐不规则变形难以通过肉眼观测，过大变形可能导致储罐失稳从而发生浮盘倾斜、储罐倾覆等重大事故。针对上述问题，团队采用三维激光扫描仪技术获取在役储罐三维数字化点云数据，通过数字化技术对储罐罐壁变形情况进行分析，构建储罐罐壁变形数字模型，分析储罐罐壁水平圆周非圆变形、竖向变形等情况，找准最大变形位置与变形量，为企业决策提供了技术依据。

图 2 在役储罐变形数字计量检测图

      石化企业在油品倒罐、贸易过程中，需要通过输油管线将油品运输至船舶液货舱或储罐中，因此输油管线容量是油品贸易交接过程中不可忽视的量，也是企业在罐区盘库、储罐间互相倒罐等操作的依据。团队根据企业需求，运用三维激光扫描和RTK定位等数字化计量技术，通过三维激光扫描技术获取罐区输油管线海量点云数据，通过RTK卫星定位系统为三维激光扫描仪精准定位，从而实现输油管线容量的准确测量。

图 3 管线数字化计量测试图

四、服务效果

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• 数字计量保障国际油气贸易准确
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      通过三维数字化计量手段，实现了各类储罐容量计量准确，为石化企业油气贮存、计量贸易结算等各个环节提供准确的计量数据。企业将国家大宗商品储运产业计量测试中心提供的电子容量表导入库区管理系统中，可实现库区容量实时数字化管理。高精度三维数字点云数据处理并提高了大型储罐计量精度，为浙江自贸区舟山片区几十家石化企业提供数字计量测试服务，按浙江自贸区2021年油品贸易额计算，储罐计量精度提高万分之一计算，则每年可减少贸易损失5000万元。

• 数字计量保障库区安全运营
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      大型储罐通常建设在沿海地区，由于海岛地理位置特殊，地质基础状况不均匀性，会产生各种沉降变形，产生安全隐患，易造成人员伤亡、财产损失和环境污染事故。大型储罐体积庞大，微小的沉降和变形在日常巡检和维护中难以用肉眼观察到。团队根据企业对储罐变形检测需求，采用三维激光扫描技术对储罐进行全面形态“体检”。根据数字计量结果，这些储罐某一局部变形较大，使得外浮顶上浮过程中由于阻力不均匀导致浮盘阻塞等情况发生，成功解决了企业储罐罐壁变形测试问题，为企业后续维护决策提供了技术依据，受到企业好评和感谢。

• 数字计量为数字化油库提供基础数据
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      随着经济全球化的影响、互联网技术的飞速展推动每个企业将信息化作为提高核心竞争力的重要手段。作为石油供应链中非常重要环节，“数字化油库”被普遍认为是石油储运企业的发展趋势。而“数字化油库”建设的背后，离不开基础数据的支撑。团队运用数字计量技术，在为企业提供计量技术服务的同时，建立了油库企业最主要设备，即大型储罐和库区管线三维点云大数据模型，为企业建设数字化油库提供基础数据支撑。