李良英中海油氣（泰州）石化一體化項目組設(shè)計技術(shù)部 江蘇泰州 225321

試論石油化工油品儲罐自動化儀表及工程設(shè)計

李良英
中海油氣（泰州）石化一體化項目組設(shè)計技術(shù)部 江蘇泰州 225321

石油化工產(chǎn)品屬于易爆、易燃類危險物品，對這些油品的儲罐與運輸有著非常嚴格的要求，需要對這些油品儲罐進行科學的計量與設(shè)計。自動化儀表與儀表工程在石油化工油品儲罐設(shè)計中發(fā)揮著重要的作用，其設(shè)計科學與否直接影響著油品儲罐的安全性。本文根據(jù)石油化工產(chǎn)品屬性與油品儲罐要求，對油品儲罐自動化儀表與工程設(shè)計進行了詳細的分析。

石油化工；油品儲罐；自動化儀表；工程設(shè)計

引言

伴隨工業(yè)化水平的逐漸提高，我國石油化工油品儲罐區(qū)域儀表測量技術(shù)與自動化工程取得了較大的進步，從以往人工檢尺測量發(fā)展到自動化儀表測量，從低精度測量儀表發(fā)展到高精度自動化儀表。這些成果的實現(xiàn)給石油化工油品安全儲罐與運輸提供了可靠的技術(shù)保障與物質(zhì)支撐。為進一步提高石油化工油品儲罐測量儀表的自動化水平，需要對自動化儀表與工程進行科學合理的設(shè)計。

一、石油化工油品儲罐自動化儀表種類

1.液位測量儀表

用于測量液位的自動化儀表根據(jù)油品儲罐容積大小的不同所測量范圍也不相同。對于容積較?。ǎ?×105m3）的油品儲罐來說，液位測量儀表應(yīng)安裝在灌頂，且適合采用連續(xù)液位測量儀表；對于容積較大（＞1×105m3）的油品儲罐來說，應(yīng)安裝兩套連續(xù)液位測量儀表，并在罐旁配置指示儀，對液位測量儀表測量出的液位進行顯示。在實際使用過程中，為防止液位超標或過低，還需要在自動化儀表系統(tǒng)中安裝監(jiān)測報警裝置，以便當液位出現(xiàn)異常時系統(tǒng)能夠立刻發(fā)出警報。較之不常動作的開關(guān)類儀表，連續(xù)液位測量儀表由于可以實時對儲罐內(nèi)液位變化情況進行監(jiān)測，并能對測量儀表工作狀態(tài)進行連續(xù)觀察，因而其可靠性更高。對于對可靠性要求較高的石油化工油品儲罐區(qū)，一般適宜采用這種連續(xù)液位測量儀表。此外，體積計量法也是石油儲罐常用的一種方法，如圖1。

圖1 石油儲罐體積計量方法

用于測量油品液位的儀表還有雷達液位計、靜壓液位計、混合計量法（如圖2）、伺服液位計等。其中，雷達液位計適用于重、輕質(zhì)油品等油品儲罐的液位測量。在應(yīng)用過程中需要對測量精度、介質(zhì)性質(zhì)、油品儲罐類型等各因素進行充分考慮，確保雷達天線選擇的合理適用。目前，雷達天線主要有桿式天線、平面天線等幾種類型。

（圖二見下頁）

2.溫度測量儀表

在油品儲罐區(qū)中，溫度是計量儲罐溫度補償?shù)闹匾獏?shù)之一，所以溫度測量非常重要。這就需要用到科學溫度測量儀表。計量用油品儲罐溫度測量在油品密度、體積等參數(shù)上應(yīng)符合國家相關(guān)標準規(guī)定。目前，對于石油化工油品儲罐溫度的測量大多采用的是Pt100鉑熱電阻元件。采用不同溫度測量元件需要參照不同的規(guī)范標準。例如，對于熱敏電阻、光纖測量元件等元件在常壓油罐中的使用必須要經(jīng)過校準且滿足標準規(guī)定才可以投入使用。

某相關(guān)文獻資料對計量級石油化工油品儲罐溫度測量儀表現(xiàn)場安裝后精度與固有精度所允許的最大誤差進行了明確規(guī)定?，F(xiàn)場安裝后精度基于質(zhì)量和體積計量的最大允許誤差分別為1.0℃和0.5℃，固有精度基于質(zhì)量和體積計量的最大允許誤差分別為0.5℃和0.25℃。

3.壓力儀表

根據(jù)國際標準GB50160規(guī)定，按照油品儲罐壓力設(shè)計，可以分為常壓儲罐、低壓儲罐和壓力儲罐三種類型。對于這些儲罐壓力的測量需要采用對應(yīng)的壓力儀表，如低壓儲罐壓力測量和壓力儲罐壓力測量均可以采用壓力變送器。擁有液體密度補償計算與標準體積計算功能的伺服液位計、雷達液位計多用于混合法計量石油化工油品儲罐壓力。采用混合法對油品儲罐進行測量，有質(zhì)量計量和體積計量兩種方式，將其與連續(xù)液位測量儀配套使用，往往可以達到精確的計量結(jié)果。

圖2 石油儲罐混合計量法

二、石油化工油品儲罐自動化儀表工程設(shè)計

1.儀表防護防爆設(shè)置

由于自動化儀表工作在易燃易爆的石油化工產(chǎn)品油罐區(qū)域，因而需要對儀表進行良好的防護防爆設(shè)置。按照國家有關(guān)防護等級規(guī)定，用于現(xiàn)場測量的儀表外殼防護等級應(yīng)至少達到GBIP65，安裝在地下的自動化測量儀表，其外殼防護等級應(yīng)至少達到GBIP68。在防爆方面的性能設(shè)計，國家規(guī)定所有用于爆炸危險場所的自動化儀表防爆性能都必須符合對應(yīng)爆炸危險場所的防爆標準要求，并通過國家等級防爆檢驗合格證。這是石油化工油品儲罐用自動化儀表工程設(shè)計中，所必須達到的兩個基本指標。目前，基于服務(wù)器的石油化工產(chǎn)品儲罐安全系統(tǒng)（如圖3）是較為先進和安全的一種設(shè)備。

圖3 基于服務(wù)器的油品儲罐安全系統(tǒng)

2.罐區(qū)安全設(shè)置

正常情況下，石油化工油品儲罐區(qū)的日常運行是較為穩(wěn)定的，風險與事故發(fā)生概率較低，所以對于沒有特殊要求的罐區(qū)一般只設(shè)置報警裝置和聯(lián)鎖機制。若依據(jù)實際情況需要設(shè)置自動化儀表系統(tǒng)，則應(yīng)嚴格按照國家標準《石油化工安全儀表系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》來對自動化儀表工程進行設(shè)計，確保其符合國家相關(guān)標準規(guī)定。同時，還要對設(shè)計出的自動化儀表安全等級與可操作性進行檢驗和評估，以便合理確定出儀表所需安全等級，確保儀表能夠切實發(fā)揮效用對危險現(xiàn)場進行安全測量，并為自動化儀表系統(tǒng)安裝方案的制定提供理論依據(jù)和支持。

根據(jù)以往石油化工油品儲罐區(qū)發(fā)生的重大事故原因分析，違章作業(yè)是導致事故發(fā)生的主要原因之一，所以除了防護防爆之外，還要對各作業(yè)環(huán)節(jié)、操作行為等可能引發(fā)火災(zāi)等事故因素進行認真檢測與控制，提高油品罐區(qū)安全系數(shù)。

3.有毒氣體、可燃氣體檢測

對于自動化儀表在有毒有害氣體、可燃性氣體方面的檢測設(shè)計，許多相關(guān)規(guī)范中都進行了明確的規(guī)定，如《石油化工可燃氣體及有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》等。即在儀表工程實際設(shè)計過程中，需嚴格按照這些規(guī)范來進行。但值得注意的是，由于編制原則和側(cè)重點存在一定差異，因而各規(guī)范規(guī)定標準不盡相同，有些差別較大，所以自動化儀表對有毒氣體、可燃氣體檢測功能與標準的設(shè)計，應(yīng)對石油化工油品罐區(qū)現(xiàn)場及要求進行綜合考慮。

總結(jié)

總之，與油品罐區(qū)安全等級、各指標測量息息相關(guān)的，用于石油化工油品罐區(qū)的自動化儀表及其設(shè)計需要考慮諸多因素，這樣才能保證設(shè)計的科學合理，設(shè)計符合國家各相規(guī)范標準規(guī)定。我國自動化儀表工程設(shè)計人員應(yīng)努力提高自身專業(yè)能力與實踐經(jīng)驗，為新一代高自動化、高測量精度石油化工油品罐區(qū)自動化儀表的產(chǎn)生而努力。

[1]張華莎.石油化工油品儲罐自動化儀表及工程設(shè)計[J].石油化工自動化,2015,06:6-13.

[2]張華莎.石油化工油品儲罐計量與測量儀表設(shè)計方案[J].石油化工自動化,2015,05:1-7.

[3]龍小卒.中石油四川銷售分公司德陽油庫擴容工程項目可行性研究[D].西南石油大學,2014.

[4]周曉娜.雷達液位計在洛川輸油末站原油儲罐上的應(yīng)用研究[D].西安石油大學,2013.

[5]劉世宏.年產(chǎn)7萬噸酚醛樹脂膠黏劑項目儀表施工圖設(shè)計[D].華東理工大學,2014.

On the Automation Instrumentation and Engineering Design of Petrochemical Engineering Oil Storage Tan

Li Liangying, Design and Technology Department of Cnooc gas (Taizhou city) Petrochemical Integration Project Team, T aizhou city in Suzhou province, 225321

Petrochemical engineering products belong to f ammable and combustible dangerous things,which need strict requests for their storage tank and transportation so a scientif c measure and design is needed for oil storage tank.Automation instrumentation and instrumentation engineering play important roles in the design of petrochemical engineering oil storage tank. That the designs are scientif c or not inf uences the safety of oil storage tank directly. This paper takes a detailed analysis for the automation instrumentation and engineering design of oil storage tank according to the petrochemical engineering products attribute and oil storage tank requests.

petrochemical engineering；oil storage tank；automation instrumentation；engineering design

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李良英（1980～），女，漢，河北省安平縣，江蘇省泰州市中海油氣（泰州）石化一體化項目組設(shè)計技術(shù)部，中級職稱,研究方向：自動化專業(yè)。