吳小華

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司華中分公司

某潤(rùn)滑油生產(chǎn)企業(yè)（以下簡(jiǎn)稱“企業(yè)H”）目前基礎(chǔ)油進(jìn)廠方式主要為火車槽車基礎(chǔ)油、汽車槽車基礎(chǔ)油，其中火車槽車基礎(chǔ)油占比達(dá)到70%左右。2019年全年卸收火車槽車基礎(chǔ)油約10.8萬(wàn)t，平均每月卸收量約為0.9萬(wàn)t。火車槽車基礎(chǔ)油接卸主要設(shè)施包括：一座140 m長(zhǎng)卸收棧橋，棧橋上配置了20根DN100上卸鶴管。棧橋下方配置了3根DN250集油管道分別用于輸轉(zhuǎn)API III類基礎(chǔ)油，單根管道長(zhǎng)度120 m，集油管到卸收泵入口間為DN150管道，管道長(zhǎng)度15 m。棧橋旁的卸收泵亭安裝了2臺(tái)規(guī)格為50 m3/h螺桿泵作為火車槽車基礎(chǔ)油卸收泵。

為提高火車槽車基礎(chǔ)油卸收效率，減少操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備故障，提升企業(yè)HSE（健康、安全與環(huán)境）管理水平，亟需利用成熟的自動(dòng)化技術(shù)手段解決卸收中存在的問(wèn)題。

火車槽車基礎(chǔ)油接卸存在的問(wèn)題

企業(yè)H在火車槽車基礎(chǔ)油槽車實(shí)際卸收操作過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

◇從油品卸收開(kāi)始階段螺桿泵啟動(dòng)引油直到將入口管路充滿為止，螺桿泵都處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，需打開(kāi)泵出口排氣閥，關(guān)小出口閥，將泵里面的氣體排出，在排氣完成前操作人員不能離場(chǎng)。

◇火車槽車油品在清底階段時(shí)，當(dāng)鶴管低于油面時(shí)，管道內(nèi)會(huì)吸入空氣導(dǎo)致泵發(fā)生氣蝕，需打開(kāi)泵出口排氣閥排氣。

◇在槽車油品卸收開(kāi)始及清底階段時(shí)，卸收泵氣蝕明顯，泵的振動(dòng)大，雜音高，易發(fā)熱，且在開(kāi)啟泵出口排氣時(shí)存在3方面問(wèn)題：一是現(xiàn)場(chǎng)彌漫較重油煙，污染大；二是泵易發(fā)生故障，經(jīng)常出現(xiàn)卸收泵的泵頭的嚙合面損傷，密封處漏油。三是在低溫天氣及卸收油品黏度大時(shí)，卸收引油及清底時(shí)對(duì)泵的不利影響更大，且影響卸收效率。

火車槽車基礎(chǔ)油真空輔助卸油系統(tǒng)的建立

真空輔助卸油系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)[1～3]

為解決企業(yè)H火車槽車油品卸收引油階段及清底過(guò)程中卸收泵的空轉(zhuǎn)對(duì)泵的損害，以及排氣操作造成的空氣污染，根據(jù)火車槽車基礎(chǔ)油卸收的現(xiàn)場(chǎng)條件，主體設(shè)計(jì)如下：

◇設(shè)計(jì)一套真空泵及轉(zhuǎn)子泵的真空輔助卸油撬裝泵組，用真空泵引油及清底，用轉(zhuǎn)子泵正常卸油。

◇泵組同時(shí)配置了監(jiān)測(cè)儀表、電動(dòng)閥門及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在不同的卸收階段自動(dòng)切換真空泵及轉(zhuǎn)子泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)整個(gè)卸收過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，出現(xiàn)問(wèn)題發(fā)出聲光報(bào)警。

真空輔助卸油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 真空輔助卸油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

真空輔助卸油撬裝泵組結(jié)構(gòu)組成

◇真空泵：用于管路系統(tǒng)中空氣的抽吸和排出，卸油的初始階段可使泵前管路處于負(fù)壓狀態(tài)，引導(dǎo)罐車內(nèi)潤(rùn)滑油進(jìn)入本系統(tǒng)內(nèi)；掃倉(cāng)階段與轉(zhuǎn)子泵交替使用達(dá)到清空罐底油的目的。

◇轉(zhuǎn)子泵：在油引入本系統(tǒng)內(nèi)后，將油加壓輸送至罐區(qū)油罐。

◇輔助系統(tǒng)：由泵入口電動(dòng)閥門、真空罐、緩沖罐、應(yīng)急儲(chǔ)液罐、油氣分離器等組成。

◇控制系統(tǒng)：由控制柜（含觸控操作屏）、輔助罐液位感應(yīng)器、棧橋20套鶴管集油管流量開(kāi)關(guān)、棧橋上觸控操作分屏及相關(guān)線路等組成。

真空輔助卸油系統(tǒng)自動(dòng)卸收功能說(shuō)明

在PLC（可編程邏輯控制器）系統(tǒng)的控制下，以轉(zhuǎn)子泵與真空泵的交替運(yùn)行，完成引油、卸油、掃倉(cāng)作業(yè)，在卸油和掃倉(cāng)作業(yè)完成后進(jìn)行清線作業(yè)。通過(guò)鶴管液位信號(hào)的檢測(cè)，可同時(shí)針對(duì)多罐運(yùn)行卸油、掃倉(cāng)。

運(yùn)行順序如下：

◇設(shè)備自檢——系統(tǒng)自檢，按以下判讀執(zhí)行下步操作。

◇當(dāng)PLC檢測(cè)到液位處于SQ3（低于低液位）時(shí)，執(zhí)行E1（DN32電磁閥）開(kāi)，M1真空泵運(yùn)行，M2轉(zhuǎn)子泵停止。

◇當(dāng)PLC檢測(cè)到液位處于SQ2（到達(dá)高液位）時(shí)，執(zhí)行E2（DN150電動(dòng)蝶閥）開(kāi)，M2轉(zhuǎn)子泵繼續(xù)運(yùn)行，M1真空泵停止。

◇卸油程序執(zhí)行中，PLC會(huì)持續(xù)檢測(cè)卸收鶴管F1、F2……F19、F20的流量開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)正常卸收時(shí)對(duì)應(yīng)流量開(kāi)關(guān)信號(hào)指示圖標(biāo)由灰色變?yōu)榫G色。當(dāng)有其中已檢測(cè)到流量的某一個(gè)流量開(kāi)關(guān)，流量信號(hào)中斷持續(xù)300 s(時(shí)間可設(shè)，首次預(yù)設(shè)300 s)沒(méi)有重新檢測(cè)到流量信號(hào)，對(duì)應(yīng)報(bào)警燈亮，警示聲響，提示當(dāng)前槽車已卸完，對(duì)應(yīng)流量開(kāi)關(guān)信號(hào)指示圖標(biāo)由綠色變?yōu)榧t色。當(dāng)人工關(guān)閉對(duì)應(yīng)鶴管閥門，按下對(duì)應(yīng)復(fù)位鈕后，該路對(duì)應(yīng)流量開(kāi)關(guān)信號(hào)指示圖標(biāo)由紅色變?yōu)榛疑?，聲光?bào)警信號(hào)停止。

真空輔助卸油系統(tǒng)運(yùn)行存在的風(fēng)險(xiǎn)及保護(hù)措施

系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險(xiǎn)有兩種可能情況，即是SQ2、SQ3液位傳感器故障：

◇當(dāng)SQ2到達(dá)高液位時(shí)，如因SQ2液位傳感器故障導(dǎo)致控制系統(tǒng)無(wú)法正常判斷入口管道是否充滿油品，從而及時(shí)停止真空泵將導(dǎo)致溢油風(fēng)險(xiǎn)。

◇當(dāng)SQ3低于低液位時(shí)，如因SQ3液位傳感器故障導(dǎo)致控制系統(tǒng)無(wú)法正常判斷入口管道是否充空氣，從而及時(shí)停止轉(zhuǎn)子泵將導(dǎo)致其長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)子泵發(fā)生故障。

針對(duì)此問(wèn)題建立系統(tǒng)保護(hù)，即通過(guò)在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置保護(hù)參數(shù)，實(shí)施強(qiáng)制保護(hù)措施：

◇設(shè)置真空泵單次運(yùn)行最長(zhǎng)時(shí)間：通過(guò)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證確定真空泵引油所需要的有效時(shí)間，并將此參數(shù)設(shè)置在系統(tǒng)中，當(dāng)真空泵連續(xù)運(yùn)行到該設(shè)置時(shí)間時(shí)，無(wú)論SQ2液位傳感器是否有信號(hào)，系統(tǒng)都執(zhí)行強(qiáng)制停機(jī)，預(yù)防真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，介質(zhì)通過(guò)真空泵溢出。

◇設(shè)置轉(zhuǎn)子泵保護(hù)溫度：當(dāng)轉(zhuǎn)子泵達(dá)到此溫度，系統(tǒng)會(huì)強(qiáng)制停機(jī)，以防止轉(zhuǎn)子泵長(zhǎng)時(shí)間干運(yùn)轉(zhuǎn)造成泵的損壞；當(dāng)溫度降低時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行原有程序。

火車槽車基礎(chǔ)油真空輔助卸油系統(tǒng)的應(yīng)用效果

火車槽車基礎(chǔ)油真空輔助卸油系統(tǒng)安裝調(diào)試完成以后，經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行，完成了最初設(shè)計(jì)的目標(biāo)， 效果在基礎(chǔ)油卸收效率提升、設(shè)備自動(dòng)化和HSE管理等方面得到了體現(xiàn)。

降低了設(shè)備故障率，提高了輸油效率

真空卸收系統(tǒng)投用前，現(xiàn)場(chǎng)平均每天輸油泵運(yùn)行時(shí)間達(dá)到10 h，其中正常輸油約8 h，而輸油泵在引油階段及清底掃倉(cāng)階段的空轉(zhuǎn)排氣異常工況運(yùn)行時(shí)間累計(jì)約為2 h，且空轉(zhuǎn)排氣過(guò)程中輸油泵振動(dòng)大，雜音高，溫度高，經(jīng)常性出現(xiàn)密封漏油及泵頭損壞。

真空卸收系統(tǒng)投用后，通過(guò)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)子泵與真空泵的自動(dòng)交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了以真空泵抽管路空氣，轉(zhuǎn)子泵輸油，輸油泵不再有空轉(zhuǎn)排氣的異常工況運(yùn)行，提升了20%的卸收效率，且避免了漏油及設(shè)備故障導(dǎo)致的平均每季度一次設(shè)備小修。

提高了設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化水平

真空卸收系統(tǒng)配置了包括鶴管流量開(kāi)關(guān)、輔助罐液位感應(yīng)器，并在控制箱配置了觸控操作監(jiān)控屏、聲光報(bào)警，棧橋上也配置了觸控操作監(jiān)控分屏，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)傳感器信號(hào)的監(jiān)測(cè)及自動(dòng)卸收程序?qū)崿F(xiàn)了火車槽車卸收過(guò)程的過(guò)程監(jiān)控及提示報(bào)警，通過(guò)自動(dòng)卸收程序控制提高了卸收效率，減少了人員來(lái)回上下棧橋觀察槽車油量及手動(dòng)排氣的操作強(qiáng)度，操作人員可減少一人。

避免了油氣污染

真空卸收系統(tǒng)真空泵出口的應(yīng)急儲(chǔ)液罐配置了油氣分離器，實(shí)際運(yùn)行時(shí)在通過(guò)真空泵抽氣時(shí)現(xiàn)場(chǎng)已沒(méi)有任何油氣，避免了以前在輸油泵泵出口空轉(zhuǎn)排氣時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)彌漫較重油煙，污染大對(duì)員工的職業(yè)病傷害。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化、集中控制與過(guò)程監(jiān)視被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)裝置中，提升了潤(rùn)滑油生產(chǎn)裝置的自動(dòng)化水平。設(shè)計(jì)的火車槽車基礎(chǔ)油真空輔助卸油系統(tǒng)提高了火車槽車卸收設(shè)備的自動(dòng)化水平；同時(shí)增加的過(guò)程監(jiān)控儀表及異常提示報(bào)警，降低了設(shè)備故障率，兩方面提升了火車槽車卸收效率，并解決了原卸收過(guò)程中存在的油氣污染問(wèn)題。未來(lái)將根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)需要完善的功能進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。