特种作业车辆燃油管理系统研究

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1系统设计方案

1.1设计要求

从源头采取措施，要采集车辆燃油消耗数据，必须要在车辆燃油油管路中进行计量，获得燃油的真实消耗数值；计量数据要能达到生产运行的精度，以便应用于燃油的定量考核；检测车辆实时的油耗数据并将该数据直接实时上传到管理中心数据库，不经过中间处理，保证真实可信；数据检测采集间隔必须控制在非常小的范围内，不超过一分钟采集一次，保证数据不会产生较大突变，不给盗油人员留有空隙可钻。利用胜利采油厂为生产车辆安装的GPS定位监控管理系统，在加强安全和生产调度管理的同时纳入车辆行驶路线和里程以及燃油消耗的考核管理，以图表方式进行展现和统计。

1.2实施方案

经过详尽的调研分析，提出了在特种作业车辆的油路中安装带有时间信息的数字流量传感器并与车载GPS终端联通，通过GPS终端通讯信道将台上设备工作时间和时长及油耗数据采集到GPS监控中心，进行实时处理和展示，将台上设备的油耗及工作时长数据绘制出工作状态时序图、耗油曲线，生成其它统计表格与图表。一方面实现实时动态油耗监管，另一方面通过数据处理完成台上设备工作时间和油耗数值的统计汇总功能实现车辆的油耗分析管理。

2系统组成及工作原理

2.1柴油机燃油消耗过程简介

柴油箱贮有经过沉淀和滤清的柴油。柴油从柴油箱被吸入输油泵并泵出，经柴油滤清器滤去杂质后，进入喷油泵。自喷油泵输出的高压柴油经高压油管和喷油器喷入燃烧室。由于输油泵的供油量比喷油泵的最大喷油量大3～4倍，为了保持进入喷油泵进油室内的油压稳定，喷油泵进油室的一端装有限压阀（又称溢流阀），大量多余的燃油经限压阀和回油管流回输油泵的进口或直接流回柴油箱，喷油器工作间隙漏泄的极少数柴油也经回油管流回柴油箱。因此，柴油机的实际耗油量为输油泵输出的总油量减去回油管的回油量。

2.2流量传感器原理及选型

经过多方论证和考察试验，本系统中用来计量油耗的传感器采用椭圆齿轮流量计，该流量计属于容积式流量计一种。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。本流量计采用高精度数控技术加工制造，外形为方形，有进油口、出油口，体积微小，重量轻巧，耐高压高温，安装较为简单，零部件结构紧凑规格多样化，无需安装支架，将传感器直接串入油管中即可。同时具有宽量程，精度高，即便微小流量也无需用软件做误差补偿，能精确测量柴油发动机怠速时最小油耗和重载时最大油耗，有0.5mL油量变化都可表现出来，精度不受颠簸影响。同一型号所有传感器具有通换性。同时具备以上的特点的流量计在国内市场上非常少见。

2.3系统组成

系统的主要组成部分见图1所示，主要由油箱，燃油滤清器，流量传感器A，发动机系统，流量传感器B，GPS车载终端所组成。由于油箱中的柴油可能会存在杂质，这些杂质的存在会影响到流量传感器的正常工作，因此，需要在流量传感器A之前串接一个燃油滤清器，确保流量传感器的正常工作，而在回油回路中，油路中几乎不存在杂质，可以完全满足流量传感器B的工作条件。通过在发动机供油管路中串入流量传感器A，可以测的供油管路中总流量：C1，在发动机回油管路中串联流量传感器B，可以测的供油管路中总流量：C2，根据柴油发动机油路的工作原理，发动机实际消耗的油量C为进油和回油回路中计量数据的差值，即：C＝C1－C2。另外系统根据油路中是否有油料流动作为判据，准确地计算出发动机的工作时间T。台上设备的油耗值C和工作时间值T可随GPS定位数据一起发送到中心服务器数据库中，在GPS监控管理端以图表的形式展现出来，这种方式不改变发动机的油路工作原理，可靠性较高。通过对台上设备运行时间和耗油量的统计分析，可实现对台上设备油耗的有效监管。

3管理功能展现和应用情况

3.1管理功能展现

根据需要选择时间段、车队或车辆进行查询，便可展现所选范围车辆行驶里程、工作时长和油料消耗的统计数据。若对某台车辆有疑问，可选择展现其工作曲线进行详细查看和分析。有必要时可返到车辆定位监控界面，结合车辆行驶和停靠轨迹查询进一步了解车辆的更多信息进行分析判断。3.2应用情况及效果该项目于2012年底在胜利采油厂综合大队安装有台上设备的特种作业车辆上进行了实施，经过一年多的应用，系统软硬件运行良好。经过对胜利采油厂综合大队安装了油耗监控管理终端的特种作业车辆2013年与2012年的油耗进行对比分析，其中特车一队16台特种作业车辆的单车万元劳务平均油耗下降了44.2升，特车三队3台特种作业车辆的单车万元劳务平均油耗下降了39.7升，效果显著，如果每年1200万元的台上设备作业劳务可节约4.7万升-5.3万升油料，按7.5元/升计算，可节约资金近40万元。

4结束语

“油田特种作业车辆燃油管理系统”的研究与应用，解决了油田特种作业车辆和台上设备在生产运行中个别操作者盗卖燃油的难题，生产运行中油耗明显降低，推动了车队燃油消耗考核和精细管理的进步。经济效益和社会效益明显，有很好的推广应用前景。

作者:黄日成 单位:中石化胜利油田分公司胜利采油厂