徐雙友

原油儲(chǔ)罐在我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。原油儲(chǔ)罐運(yùn)行溫度的高低是能源消耗高低的十分重要的決定因素，因此如何保證原油儲(chǔ)罐長(zhǎng)期高效節(jié)能運(yùn)行油氣儲(chǔ)運(yùn)工作者必須要研究解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

1 背景技術(shù)

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

魏荊線擔(dān)負(fù)著將河南油田原油輸送至荊門(mén)煉廠的任務(wù)，管線于1978年投產(chǎn)，全長(zhǎng)為226.379km，共設(shè)魏崗、襄樊2座熱泵站及8座加熱站。管線規(guī)格為Φ426×7mm，設(shè)計(jì)年輸量為350萬(wàn)噸/年。由于多年來(lái)河南油田進(jìn)入開(kāi)采后期，魏荊線年輸量近10年來(lái)一直保持在100萬(wàn)噸左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)年輸量。河南油田所產(chǎn)原油為典型的“三高”原油（高含蠟、高凝點(diǎn)、高含膠質(zhì)瀝青質(zhì)），加劑前原油的凝固點(diǎn)為37℃，加劑后原油的凝固點(diǎn)為28℃左右，根據(jù)《輸油管道規(guī)程匯編》中“原油管道工藝安全運(yùn)行操作規(guī)程”儲(chǔ)罐儲(chǔ)油溫度的要求，金屬儲(chǔ)罐最低運(yùn)行溫度不低于原油凝固點(diǎn)的3℃以上，最高溫度不超過(guò)50℃。輸油工藝采用加壓加熱加降凝劑的熱輸送工藝，魏崗站有2座2萬(wàn)立方米的原油儲(chǔ)罐，襄州站有2座1千立方米的原油儲(chǔ)罐用來(lái)原油儲(chǔ)藏。

1.2 存在問(wèn)題

由于魏崗站和襄州站的4座儲(chǔ)油罐所儲(chǔ)原油均為高凝固點(diǎn)原油，所以?xún)?chǔ)罐不但需要有保溫層進(jìn)行保溫，到冬季還必須采用蒸汽加熱來(lái)進(jìn)行保溫。目前魏崗站采用的是蒸汽鍋爐的蒸汽進(jìn)行給罐體原油伴熱，采用手動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行流量控制。閥門(mén)的操作主要依靠操作工人的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，原油儲(chǔ)罐的儲(chǔ)油溫度高，造成能源的浪費(fèi)，溫度超高時(shí)還有可能造成原油突沸事故。當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度較小時(shí)，原油儲(chǔ)罐的運(yùn)行溫度低，極易造成原油的凝固罐體抽癟的事故，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大地威脅。如何既保證儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行，又保證能源的節(jié)約，成為魏崗站技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

2 研究?jī)?nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，魏崗站經(jīng)過(guò)技術(shù)研究和市場(chǎng)調(diào)研，建立了魏崗站原油儲(chǔ)罐伴熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、迅速的調(diào)節(jié)原油儲(chǔ)罐的儲(chǔ)油溫度。使鍋爐的供氣量根據(jù)罐體的油溫自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.1 原油儲(chǔ)罐伴熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

原油儲(chǔ)罐伴熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)原油儲(chǔ)罐鏈?zhǔn)綔囟扔?jì)的實(shí)測(cè)的原油溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐內(nèi)原油溫度精確加熱。目前魏崗輸油站兩座兩萬(wàn)立方米的儲(chǔ)油罐均裝有鏈?zhǔn)綔囟扔?jì)，用來(lái)測(cè)量罐內(nèi)原油的溫度。鏈?zhǔn)綔囟扔?jì)采用分層測(cè)量油溫的方式進(jìn)行測(cè)量油溫，而原油儲(chǔ)罐伴熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用鏈?zhǔn)綔囟扔?jì)測(cè)量的有效液位溫度平均值為參考值，站控程序通過(guò)PID調(diào)節(jié)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐溫度的自動(dòng)控制，值班人員可以通過(guò)值班的人機(jī)界面，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便，功能齊全的優(yōu)點(diǎn)。蒸汽閥門(mén)的開(kāi)度既可以手動(dòng)控制，也可以自動(dòng)控，確保系統(tǒng)的安全性。

由現(xiàn)場(chǎng)采集到的液位信號(hào)配合實(shí)現(xiàn)溫度算法：當(dāng)液位在DE水平面時(shí)只將低于水平面DE的溫度溫度測(cè)量點(diǎn)作為實(shí)現(xiàn)控制的有效數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)定點(diǎn)的溫度值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸氣閥門(mén)的控制。

2.2 工作原理

當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí)，操作人員在人機(jī)界面上選擇以?xún)?chǔ)油罐原油運(yùn)行溫度為參考值，蒸汽閥門(mén)就將根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行閥門(mén)開(kāi)度的控制，當(dāng)高于設(shè)定溫度時(shí)，閥門(mén)將自動(dòng)關(guān)小，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度時(shí)，閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)大確保罐內(nèi)原油溫度保持在恒定值。當(dāng)系統(tǒng)手動(dòng)控制時(shí)，直接在人機(jī)界面對(duì)閥門(mén)的開(kāi)度進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置即可，根據(jù)使用者的要求進(jìn)行供氣量的輸送。

3 結(jié)論

利用多點(diǎn)溫度采集控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐蒸汽量的控制，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證罐體的安全運(yùn)行，有效地節(jié)約能源等。主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）該系統(tǒng)實(shí)施后可以實(shí)現(xiàn)鍋爐蒸汽量合理分配，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）減少設(shè)備的煙塵及有害氣體排放量。提高我國(guó)能源利用整體水平。過(guò)實(shí)施蒸汽節(jié)能改造，可以大幅度提高能源利用效率，為我國(guó)的低碳經(jīng)濟(jì)和能源消耗做出一定的貢獻(xiàn)。

（3）提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，保證了原油儲(chǔ)罐內(nèi)原油的保溫溫度，避免人為的誤操作而造成設(shè)備的安全事故。