王志芳，謝文奮

（中國(guó)石油獨(dú)山子石化公司 信息網(wǎng)絡(luò)公司，新疆維吾爾自治區(qū) 獨(dú)山子 833699）

0 引言

隨著石油化工裝置不斷大型化、復(fù)雜化發(fā)展，原油及成品油儲(chǔ)罐的容積也不斷擴(kuò)大，為保證原油穩(wěn)定供應(yīng)及受成品油市場(chǎng)銷售的影響，煉化企業(yè)必須建立大型儲(chǔ)油罐來(lái)保證國(guó)家戰(zhàn)略儲(chǔ)備和穩(wěn)定市場(chǎng)的要求。

原油儲(chǔ)罐輸送油品過程中，油品與管道或儲(chǔ)罐內(nèi)壁相互摩擦和碰撞，往往會(huì)使得管道或者儲(chǔ)罐內(nèi)壁失去電子而帶有正電荷，同時(shí)原油油品會(huì)得到電子帶有負(fù)電荷，兩者再一接觸就容易發(fā)生靜電產(chǎn)生火花，對(duì)生產(chǎn)造成極為不利的影響[1]。同時(shí)，原油儲(chǔ)罐在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)（非進(jìn)發(fā)油），由于直徑過大液位變化緩慢，如果現(xiàn)場(chǎng)閥門關(guān)閉不嚴(yán)或出現(xiàn)泄漏，短時(shí)間內(nèi)難以發(fā)現(xiàn)，對(duì)安全生產(chǎn)造成的隱患難以估量。本文針對(duì)某煉油廠實(shí)際生產(chǎn)狀況，研究油品傳輸、存儲(chǔ)所產(chǎn)生的液位變化的實(shí)際情況，并結(jié)合CS3000 系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)罐液位報(bào)警的監(jiān)測(cè)模型設(shè)計(jì)，最終完成相關(guān)液位監(jiān)控功能。

1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況

某煉油廠南、北罐區(qū)各類油品儲(chǔ)罐107 個(gè)，其中直徑最大的原油儲(chǔ)罐710#罐內(nèi)直徑為60m，儲(chǔ)罐截面積為2859.584m2，進(jìn)出儲(chǔ)罐閥門尺寸為DN400，儲(chǔ)罐液位控制范圍為3100m ～17300mm。因當(dāng)前生產(chǎn)需要，儲(chǔ)罐進(jìn)、發(fā)油調(diào)節(jié)頻繁，工藝人員需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)、發(fā)油操作，合理控制進(jìn)發(fā)油流速防止產(chǎn)生靜電。因人員素質(zhì)等各種原因，對(duì)操作條件存在不同的判斷，需要借助外力進(jìn)行操作條件的量化判定。

同時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)罐處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于儲(chǔ)罐直徑較大，液位變化緩慢。當(dāng)儲(chǔ)罐液位變化100mm 時(shí)，原油泄漏體積為285.560m3，原油密度按照800kg/m3計(jì)算，此時(shí)原油泄漏量已達(dá)206t。原油泄漏不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，且對(duì)安全生產(chǎn)帶來(lái)極大威脅，因此需要針對(duì)靜態(tài)儲(chǔ)罐制定相應(yīng)的監(jiān)控手段[2]，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和提醒相關(guān)泄漏問題。

針對(duì)上述問題，結(jié)合儲(chǔ)罐當(dāng)前已有的液位測(cè)量?jī)x表和閥門設(shè)備，利用橫河CS3000 系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)功能開發(fā)，為工藝操作提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，并實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐運(yùn)行監(jiān)控功能。

2 使用橫河CS3000系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐報(bào)警功能

2.1 儲(chǔ)罐進(jìn)發(fā)油流速測(cè)算監(jiān)控

油品在輸送過程、進(jìn)罐過程中與管道及儲(chǔ)罐的碰撞、沉降、噴射、沖擊和濺潑等均會(huì)產(chǎn)生靜電，油品的流動(dòng)速度決定了碰撞的嚴(yán)重程度，管道中油品流速越大[3]，與管道的摩擦越嚴(yán)重，所產(chǎn)生靜電量越大。因此，需要合理控制油品的流速來(lái)防止靜電的產(chǎn)生。

在當(dāng)前儲(chǔ)罐生產(chǎn)中，使用橫河CS3000 系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)罐進(jìn)發(fā)油速度的模型測(cè)算[4]，以此為工藝進(jìn)發(fā)油操作提供參考依據(jù)。以710#儲(chǔ)罐和711#儲(chǔ)罐為例，儲(chǔ)罐直徑為60m，進(jìn)、發(fā)油閥門尺寸為DN400，則每小時(shí)的流速測(cè)算公式如下：

據(jù)此設(shè)計(jì)流速監(jiān)控程序如下：

圖1 儲(chǔ)罐進(jìn)油流速上位監(jiān)控畫面Fig.1 The upper monitoring screen of the oil flow rate of the storage tank

儲(chǔ)罐進(jìn)、發(fā)油流速可根據(jù)要求設(shè)置不同的報(bào)警值，上位操作畫面如圖1 所示，工藝人員根據(jù)所測(cè)算的發(fā)油速度調(diào)整相應(yīng)閥位和壓力，避免油品流速過快造成靜電危害。

2.2 靜態(tài)儲(chǔ)罐液位監(jiān)控功能

根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)工況，計(jì)劃使用橫河CS3000 系統(tǒng)中的CALCU 計(jì)算塊進(jìn)行儲(chǔ)罐靜態(tài)液位監(jiān)測(cè)模型開發(fā)。當(dāng)該儲(chǔ)罐停止進(jìn)、發(fā)油為靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，按下報(bào)警監(jiān)控開關(guān)，開啟進(jìn)行液位偏差報(bào)警監(jiān)視功能[5]。具體偏差數(shù)值根據(jù)儲(chǔ)罐罐容進(jìn)行設(shè)置，如710#儲(chǔ)罐設(shè)置液位偏差報(bào)警值為100mm，如偏差超過該限值則表明儲(chǔ)罐出現(xiàn)泄漏或進(jìn)出閥門關(guān)閉不嚴(yán)，自動(dòng)提醒工藝靜止儲(chǔ)罐液位異常狀態(tài)，需盡快處理。CALCU 計(jì)算塊流速編寫程序如下：

圖2 靜態(tài)液位儲(chǔ)罐監(jiān)控上位畫面Fig.2 The upper screen of static liquid level tank monitoring

靜態(tài)液位監(jiān)控上位畫面如圖2 所示。當(dāng)儲(chǔ)罐處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)將報(bào)警開關(guān)置于1，即可進(jìn)行液位變化的自動(dòng)監(jiān)控功能。

3 結(jié)論

根據(jù)當(dāng)前儲(chǔ)罐生產(chǎn)特點(diǎn)，介紹了使用橫河CS3000 系統(tǒng)設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐液位監(jiān)控和流速測(cè)算的相關(guān)監(jiān)控方案。在當(dāng)前生產(chǎn)條件和設(shè)備不滿足的情況下，為儲(chǔ)罐提供了監(jiān)視功能和參考依據(jù)，消除了生產(chǎn)運(yùn)行中的隱患，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了極為重要的作用。