Warmes Öl, voller Tank
Volumen in Mineralöl-Lagertanks hängt stark von der Temperatur ab – PTB liefert Empfehlungen für Messung im Tank.
Lagertanks für Mineralöle können ein Fassungsvermögen von mehr als fünfzig Millionen Litern haben. Da reicht eine Temperaturänderung von einigen Zehnteln Kelvin innerhalb der Flüssigkeit, um ihr Volumen um Tausende von Litern zu ändern. Beim Handel mit großen Mengen spielt die exakte Bestimmung der mittleren Temperatur innerhalb des Tanks daher eine wichtige Rolle. Auf der Grundlage umfangreicher Experimente an einem realen Tank in Kombination mit mathematischen Simulationen spricht die Physikalisch-Technische Bundesanstalt nun erstmals fundierte Empfehlungen aus, wie die mittlere Temperatur zu bestimmen ist.
Abb.: Lagertanks können mehr als 50 Mio. Liter fassen. Das über den Füllstand ermittelte Flüssigkeitsvolumen ist temperaturabhängig. (Bild: PTB)
Gemeinsam mit Eichbehörden, Messgeräteherstellern, Tanklagerbetreibern und der TU Hamburg-Harburg hat sich die PTB zwei Jahre lang mit der Frage einer zuverlässigen Temperaturmessung in Mineralöl-Lagertanks befasst. Ziel war es, Empfehlungen für die dringend erforderliche Verbesserung der entsprechenden nationalen und internationalen Regelungen auf diesem Gebiet zu erarbeiten, insbesondere unter den speziellen Gesichtspunkten des gesetzlichen Messwesens.
Für die experimentellen Untersuchungen – aus praktischen Gründen nicht mit Mineralöl, sondern mit Wasser durchgeführt – stand ein Tank mit einem Gesamtfassungsvermögen von 2440 m³ auf dem Gelände des Ölhafens Hamburg zur Verfügung. Die Forscher installierten dreizehn Temperaturmessketten aus bis zu zehn vertikal angeordneten Temperatursensoren gleichmäßig verteilt im Tank. Damit konnten sie die aktuelle Temperatur an 123 Stellen innerhalb des Tank-Innenraums messen. Die Experimente erstreckten sich über einen Zeitraum von sechzehn Monaten mit einer Messdatenabfrage im Zehn-Minuten-Abstand.
Die umfangreichen Messdaten erlauben es in Verbindung mit aufwendigen Simulationsrechnungen erstmals, die mittlere Flüssigkeitstemperatur in einem großen Lagertank mit sehr kleiner Messunsicherheit zu bestimmen. Daraus konnten die Forscher Randbedingungen für praktische Messungen ableiten, bei denen deutlich weniger Temperatursensoren zum Einsatz kommen. Damit ist künftig eine bessere Umwertung der gemessenen Flüssigkeitsvolumina möglich, also eine genauere Umrechnung der gemessenen Volumina von der mittleren Messtemperatur im Lagertank auf eine gesetzlich festgelegte Referenztemperatur, die für Mineral- und Heizöl beispielsweise 15 Grad Celsius beträgt. Die Ergebnisse der Messungen und Simulationsrechnungen erlauben auch die Übertragung auf andere Flüssigkeiten, andere Witterungsbedingungen und spezielle Füllvorgänge bei großen Lagertanks.
PTB / RK
