特種作業車輛燃油管理系統研究

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1系統設計方案

1.1設計要求

從源頭采取措施，要采集車輛燃油消耗數據，必須要在車輛燃油油管路中進行計量，獲得燃油的真實消耗數值；計量數據要能達到生產運行的精度，以便應用于燃油的定量考核；檢測車輛實時的油耗數據并將該數據直接實時上傳到管理中心數據庫，不經過中間處理，保證真實可信；數據檢測采集間隔必須控制在非常小的范圍內，不超過一分鐘采集一次，保證數據不會產生較大突變，不給盜油人員留有空隙可鉆。利用勝利采油廠為生產車輛安裝的GPS定位監控管理系統，在加強安全和生產調度管理的同時納入車輛行駛路線和里程以及燃油消耗的考核管理，以圖表方式進行展現和統計。

1.2實施方案

經過詳盡的調研分析，提出了在特種作業車輛的油路中安裝帶有時間信息的數字流量傳感器并與車載GPS終端聯通，通過GPS終端通訊信道將臺上設備工作時間和時長及油耗數據采集到GPS監控中心，進行實時處理和展示，將臺上設備的油耗及工作時長數據繪制出工作狀態時序圖、耗油曲線，生成其它統計表格與圖表。一方面實現實時動態油耗監管，另一方面通過數據處理完成臺上設備工作時間和油耗數值的統計匯總功能實現車輛的油耗分析管理。

2系統組成及工作原理

2.1柴油機燃油消耗過程簡介

柴油箱貯有經過沉淀和濾清的柴油。柴油從柴油箱被吸入輸油泵并泵出，經柴油濾清器濾去雜質后，進入噴油泵。自噴油泵輸出的高壓柴油經高壓油管和噴油器噴入燃燒室。由于輸油泵的供油量比噴油泵的最大噴油量大3～4倍，為了保持進入噴油泵進油室內的油壓穩定，噴油泵進油室的一端裝有限壓閥（又稱溢流閥），大量多余的燃油經限壓閥和回油管流回輸油泵的進口或直接流回柴油箱，噴油器工作間隙漏泄的極少數柴油也經回油管流回柴油箱。因此，柴油機的實際耗油量為輸油泵輸出的總油量減去回油管的回油量。

2.2流量傳感器原理及選型

經過多方論證和考察試驗，本系統中用來計量油耗的傳感器采用橢圓齒輪流量計，該流量計屬于容積式流量計一種。它利用機械測量元件把流體連續不斷地分割成單個已知的體積部分，根據計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流量體積總量。本流量計采用高精度數控技術加工制造，外形為方形，有進油口、出油口，體積微小，重量輕巧，耐高壓高溫，安裝較為簡單，零部件結構緊湊規格多樣化，無需安裝支架，將傳感器直接串入油管中即可。同時具有寬量程，精度高，即便微小流量也無需用軟件做誤差補償，能精確測量柴油發動機怠速時最小油耗和重載時最大油耗，有0.5mL油量變化都可表現出來，精度不受顛簸影響。同一型號所有傳感器具有通換性。同時具備以上的特點的流量計在國內市場上非常少見。

2.3系統組成

系統的主要組成部分見圖1所示，主要由油箱，燃油濾清器，流量傳感器A，發動機系統，流量傳感器B，GPS車載終端所組成。由于油箱中的柴油可能會存在雜質，這些雜質的存在會影響到流量傳感器的正常工作，因此，需要在流量傳感器A之前串接一個燃油濾清器，確保流量傳感器的正常工作，而在回油回路中，油路中幾乎不存在雜質，可以完全滿足流量傳感器B的工作條件。通過在發動機供油管路中串入流量傳感器A，可以測的供油管路中總流量：C1，在發動機回油管路中串聯流量傳感器B，可以測的供油管路中總流量：C2，根據柴油發動機油路的工作原理，發動機實際消耗的油量C為進油和回油回路中計量數據的差值，即：C＝C1－C2。另外系統根據油路中是否有油料流動作為判據，準確地計算出發動機的工作時間T。臺上設備的油耗值C和工作時間值T可隨GPS定位數據一起發送到中心服務器數據庫中，在GPS監控管理端以圖表的形式展現出來，這種方式不改變發動機的油路工作原理，可靠性較高。通過對臺上設備運行時間和耗油量的統計分析，可實現對臺上設備油耗的有效監管。

3管理功能展現和應用情況

3.1管理功能展現

根據需要選擇時間段、車隊或車輛進行查詢，便可展現所選范圍車輛行駛里程、工作時長和油料消耗的統計數據。若對某臺車輛有疑問，可選擇展現其工作曲線進行詳細查看和分析。有必要時可返到車輛定位監控界面，結合車輛行駛和?？寇壽E查詢進一步了解車輛的更多信息進行分析判斷。3.2應用情況及效果該項目于2012年底在勝利采油廠綜合大隊安裝有臺上設備的特種作業車輛上進行了實施，經過一年多的應用，系統軟硬件運行良好。經過對勝利采油廠綜合大隊安裝了油耗監控管理終端的特種作業車輛2013年與2012年的油耗進行對比分析，其中特車一隊16臺特種作業車輛的單車萬元勞務平均油耗下降了44.2升，特車三隊3臺特種作業車輛的單車萬元勞務平均油耗下降了39.7升，效果顯著，如果每年1200萬元的臺上設備作業勞務可節約4.7萬升-5.3萬升油料，按7.5元/升計算，可節約資金近40萬元。

4結束語

“油田特種作業車輛燃油管理系統”的研究與應用，解決了油田特種作業車輛和臺上設備在生產運行中個別操作者盜賣燃油的難題，生產運行中油耗明顯降低，推動了車隊燃油消耗考核和精細管理的進步。經濟效益和社會效益明顯，有很好的推廣應用前景。

作者:黃日成 單位:中石化勝利油田分公司勝利采油廠