黑化集團（股份）有限公司（原黑龍江化工總廠）始建於1958年，是以煤為原料的中國大型Ⅰ綜合性煤化工企業。公司地處黑龍江省齊齊哈爾市富拉爾基區嫩江之畔，占地麵積88.2萬平方米，建築麵積10.3萬平方米。1998年，黑化集團公司以優良資產出資組建黑化股份有限公司，同年9月22日黑化股份公司10000萬股股票，在上海證券交易所網上發行
，11月4日

，黑化股份公司股票在上海證券交易所上市。  2004年公司實現銷售收入13.7億元，出口創彙1700萬美元，是齊市地區出口創彙第一大戶
，利稅1.1億元，銀行信用等級為A級

，2005年在首屆對中國經濟社會發展貢獻突出企業1000強排行榜上位列828位。

    化工企業一向是高汙染源之一

，因為黑化主要產品是硝酸氨等產品，原來在生產過程中產生的氮的氧化物會極大的汙染周邊環境。2008年(nian)，國(guo)外(wai)一(yi)個(ge)企(qi)業(ye)通(tong)過(guo)拍(pai)賣(mai)方(fang)式(shi)購(gou)得(de)減(jian)排(pai)配(pei)額(e)
，對(dui)黑(hei)化(hua)股(gu)份(fen)的(de)生(sheng)產(chan)線(xian)進(jin)行(xing)改(gai)造(zao)。此(ci)項(xiang)目(mu)已(yi)經(jing)經(jing)過(guo)聯(lian)合(he)國(guo)立(li)項(xiang)，現(xian)已(yi)經(jing)進(jin)入(ru)實(shi)施(shi)階(jie)段(duan)。聯(lian)合(he)國(guo)要(yao)求(qiu)對(dui)改(gai)造(zao)前(qian)後(hou)的(de)汙(wu)染(ran)物(wu)進(jin)行(xing)在(zai)線(xian)實(shi)時(shi)定(ding)量(liang)檢(jian)測(ce)，以(yi)確(que)保(bao)改(gai)造(zao)能(neng)達(da)到(dao)預(yu)期(qi)的(de)效(xiao)果(guo)。其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)指(zhi)標(biao)就(jiu)是(shi)實(shi)時(shi)在(zai)線(xian)檢(jian)測(ce)純(chun)硝(xiao)酸(suan)的(de)產(chan)量(liang)。

    因(yin)為(wei)工(gong)業(ye)硝(xiao)酸(suan)中(zhong)濃(nong)度(du)不(bu)固(gu)定(ding)
，而(er)且(qie)對(dui)於(yu)不(bu)同(tong)濃(nong)度(du)的(de)產(chan)品(pin)有(you)不(bu)同(tong)的(de)密(mi)度(du)，其(qi)密(mi)度(du)和(he)濃(nong)度(du)的(de)關(guan)係(xi)不(bu)是(shi)線(xian)性(xing)關(guan)係(xi)，而(er)且(qie)還(hai)隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)。因(yin)此(ci)現(xian)在(zai)市(shi)麵(mian)上(shang)並(bing)沒(mei)有(you)一(yi)種(zhong)儀(yi)器(qi)能(neng)在(zai)線(xian)實(shi)時(shi)檢(jian)測(ce)硝(xiao)酸(suan)溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)純(chun)硝(xiao)酸(suan)的(de)產(chan)量(liang)。

    我們也知道，通過質量流量計能在線檢測其體積流量，質量流量

、溫度、壓力以及累計流量。但是工業硝酸溶液中還含有大量的水，所以它累計的隻是溶液的累計量
，而不是100％純硝酸的量。而且因為其密度和濃度不是一個恒定的值
，其數據是一個實時變化的數值，所以采用質量流量*濃度並進行累計得到結果並不是其累計質量。

    根據用戶的需求和現有的檢測手段
，我們認為通過紫金橋軟件可以實現在線實時檢測純硝酸的產量。其原理如下：

    首先用質量流量計檢測硝酸的密度，質量流量


、溫度
，然後利用上述物理量進行轉換計算，其具體公式是：

    首先對檢測的密度通過溫度補償，把硝酸密度轉換成20攝氏度條件下的密度，然後通過分段線性化把密度轉換成濃度，用檢測的質量流量×濃度
，得到就是純硝酸的瞬時流量。然後利用紫金橋的累計點功能，對瞬時流量進行累計，得到的就是純硝酸的累計量。

    首先我們看一下溫度對密度的影響關係：

    密度對溫度的補償：取60度的密度為1.44（估算）

，20度的密度為1.513（查表），從上圖可以看出，溫度對硝酸的密度的影響是線性關係，所以其密度的補償公式是：補償密度 = 測量密度 +0.001825*(溫度-20);補償係數計算方式是：(1.44 - 1.513)/(60-20) = -0.001825

    通(tong)過(guo)密(mi)度(du)查(zha)表(biao)換(huan)算(suan)得(de)到(dao)濃(nong)度(du)，經(jing)過(guo)分(fen)析(xi)得(de)知(zhi)，濃(nong)度(du)和(he)密(mi)度(du)在(zai)小(xiao)區(qu)間(jian)範(fan)圍(wei)內(nei)成(cheng)線(xian)性(xing)關(guan)係(xi)，如(ru)果(guo)在(zai)上(shang)表(biao)範(fan)圍(wei)之(zhi)內(nei)沒(mei)有(you)的(de)密(mi)度(du)值(zhi)，取(qu)最(zui)近(jin)的(de)兩(liang)點(dian)做(zuo)為(wei)線(xian)性(xing)化(hua)計(ji)算(suan)的(de)端(duan)點(dian)。如(ru)：

    測量密度為1.256，對應的上表沒有數據
，最近的數據是1.253和1.259

，相對應的濃度是41%和42%，按照線性化公式計算，濃度應該是：(0.42-0.41)*(1.256-1.253)/(1.259-1.253)+ 0.41 = 0.415

    下圖是采用紫金橋軟件的分段線性化表：

    注：以上數據來源：化學化工物性數據手冊無機卷。青島化工學院全國圖算學培訓中心組織編寫劉光啟馬連湘劉傑主編。化學工業出版社。2002年4月第1版

誤差分析：本算法本身存在誤差：

  1，溫wen度du對dui密mi度du的de影ying響xiang轉zhuan換huan采cai用yong的de是shi溫wen度du對dui無wu水shui硝xiao酸suan影ying響xiang，如ru果guo不bu是shi無wu水shui硝xiao酸suan，其qi轉zhuan換huan公gong司si可ke能neng存cun在zai不bu一yi致zhi的de地di方fang
，因yin為wei未wei見jian相xiang關guan資zi料liao，所suo以yi不bu知zhi道dao其qi誤wu差cha影ying響xiang有you多duo大da，60攝氏度的無水硝酸密度是通過圖觀察得出
，存在一定誤差。

  2，溫度和濃度的轉換是通過分段線性化轉換的，雖然我們采用了100段，但在實際的應用中，和實際的值還會存在一定的誤差。

    綜合以上，我們認為，本係統存在一定的理論誤差，需要經過實際檢驗才能看是否測量準確。

   我(wo)們(men)把(ba)係(xi)統(tong)在(zai)現(xian)場(chang)試(shi)運(yun)行(xing)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)後(hou)
，通(tong)過(guo)觀(guan)察(cha)我(wo)們(men)得(de)出(chu)和(he)工(gong)藝(yi)的(de)理(li)論(lun)計(ji)算(suan)相(xiang)比(bi)較(jiao)，用(yong)紫(zi)金(jin)橋(qiao)軟(ruan)件(jian)測(ce)試(shi)出(chu)來(lai)的(de)累(lei)計(ji)量(liang)和(he)通(tong)過(guo)工(gong)藝(yi)計(ji)算(suan)的(de)理(li)論(lun)量(liang)基(ji)本(ben)相(xiang)等(deng)，因(yin)此(ci)，該(gai)係(xi)統(tong)的(de)理(li)論(lun)誤(wu)差(cha)和(he)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)都(dou)是(shi)在(zai)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。

    此(ci)項(xiang)目(mu)已(yi)經(jing)在(zai)現(xian)場(chang)正(zheng)式(shi)投(tou)入(ru)運(yun)行(xing)，並(bing)且(qie)得(de)到(dao)聯(lian)合(he)國(guo)專(zhuan)家(jia)的(de)認(ren)可(ke)。該(gai)項(xiang)目(mu)主(zhu)要(yao)用(yong)到(dao)了(le)紫(zi)金(jin)橋(qiao)的(de)分(fen)段(duan)線(xian)性(xing)化(hua)和(he)流(liu)量(liang)累(lei)計(ji)特(te)殊(shu)功(gong)能(neng)來(lai)計(ji)算(suan)純(chun)硝(xiao)酸(suan)累(lei)計(ji)量(liang)。