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摘要:现代科技的不断发展直接推动着我国的石化企业科学生产的进步,其自动化程度不断提高,监控功能更加强大。在石化行业中最为关键的组成部分当属储油罐,而储油罐又是安全隐患最大的部分,加强其系统监控构建成为重中之重。新型的储油罐自动监控系统营运而生,实现了生产的典型、高效、安全、精确,极大的促进了我国石化行业的发展。本文主要针对储油罐的自动监控系统设计进行分析,从而探究石化行业新的改革重点。
关键词:储油罐;自动监控;系统设计;分析研究
我国石油资源丰富,石化产业起步早,逐渐发展成熟,八十年代开始以来,石化行业称为国民经济的支柱产业,为国家各项事业的发展提供了能源、资源与配套产品。但是在长期的石化产业发展中,技术上的落后一直制约着石化产业的发展。由于缺乏自动监控系统,储油罐引发的安全事故屡见不鲜,造成的生命与财产损失不计其数。只有加快建立有关的自动监控系统,才能最大限度的实现我国石化产业的安全、平稳、健康发展。
一、储油罐自动监控系统设计的总体设计方案
储油罐的自动监控系统设计主要是为了实现对储油罐的状态进行监测、进行初步的喷淋降温、对于突发性故障进行报警、发动火警进行系统自动灭火等,通过自动化的设计实现对储油罐的控制与管理,保证储油罐的安全与正常储存。
储油罐的监测系统是整个液位监控系统最为核心的部分,针对储油罐的液位高低进行随时监测,自动调节,第一时间发布危险警报。其中储油罐自动监控系统的核心单元是IPC系统,通过建立与PLC的联系,接收数据资料,对这些资料进行输入与输出处理,实现对储油罐状态的即时监控。我们以图示的形式对储油罐的自动监控系统的结构进行了展示。
做好储油罐内液位、温度与压力的监测分析。首先要选择正确的液位测量方式,在保证基本测量精度的基础上又能有效的节约成本,降低花费。一般来说,高度在10多米的储油罐,其极限液位上限是在其高度的30CM以下,当油量高于这个液位时,自动监控系统会自动报警,提示紧急情况,安全液位的上限是低于极限液位的100CM,下限是高于油罐进出口管线最高点100CM。注意好闪点,这是储油罐进行油品安全存储与保证使用安全的前提,所谓的闪点是指油品,尤其是柴油在加热到一定程度下,蒸汽与空气进行混合过程中出现火焰,发生闪火时的最低温度。对于柴油来说,在储藏运输的过程中一定要严格避免对其加热达到其闪点,这是最危险的情况。
柴油在正常温度下的闪点一般控制在不低于55摄氏度,罐体温度的确定要结合柴油的闪点与凝固点,罐体的最佳温度可以考虑设定在45摄氏度左右。当罐内的温度超过了—10摄氏度与10摄氏度的极限范围时,储油罐的自动监控系统发出报警呼救,保证储油罐的安全。为了输油的方便,在柴油储油罐的表面一般设置了通气阀,保证罐内外的压力是一致的,要对罐内的压力进行随时的监测,保证其在合理的变化范围内。
二、储油罐区自动监控系统设计
(一)控制系统的网络设计
一般在进行储油罐自动监控系统的设计时采用FCS与DCS两种网络控制系统,两种不同的系统综合考虑,建议选择DCS进行设计,因为相较于另一种网络控制系统其在安全与稳定性上更好。但是DCS也存在的些微劣势,不过可以借助分布式的I/O接口有针对性的进行改善。在上位PC站与相应的控制系统通讯采用的是以太网,借助PROFIBUS—DP进行控制系统与现场采集单元的有效性连接。
(二)电路系统的设计
电路设计上第一层为管理层,通过协议借助以太网实现操作员站与工程师站、服务器、现场控制站之间的各项联系,通过普通网卡建立中控室的工业控制计算机运行系统。在简单的连接后就可以进行数据的接收。第二层为控制层,通过PROFIBUS网建立各个分级控制站与所属区域的现场联系与通讯。该层主要由冗余的PLC组成,在控制系统中发挥关键性作用。控制层的主要任务是接收现场采集的数据,将数据上传到PC站,针对PC站的控制命令对现场的单元进行操控。要想实现控制系统的安全、稳定,做好控制层的设计是重点。第三层是数据采集层,主要通过现场分布好的I/O站采集的现场液位、压力、流量等数据资料,通過PROFIBUS总线通过光纤将信息传送到中控室的PLC,经由PLC将信息传送到相应的控制计算机中,从而完成该系统的数据采集功能。
(三)分布式远程I/O站点的设计
在PLC网络系统中因为需要采集大量的数据,其数字输入点比较多。I/O点分布范围有限,数据站点之间的距离近,部分数据采集点的位置分布相对集中。在设计I/O站点时还需要考虑其性能,防爆型的I/O模块不仅具有较好的防爆功能,还能实现与传感器之间的轻松连接。
(四)选择合适的传感器
在传感器的选择上要注意分析具体的测量对象、环境与目的等多种因素,在确定好传感器的类型后,再确定与之相配合的测量方式与测量设备。在传感器的选择上要从以下四个方面进行分析判断,首先是测量环境与测量对象,传感器的选择受其影响比较大。其次是灵敏度,在允许的范围内,灵敏度越高,传感效果越好,需要注意的是如果灵敏度过高其受外界的干扰也越大,进而影响到测量的精度。还要兼顾频率的响应,保证在允许的频率范围内不失真。注意考虑传感器的稳定性,即在使用一段时间后,仍能保持原有的能力。除了这些还要考虑精度等。
结束语:随着化工研究的深入,对于安全的关注也不断增加,实现经济发展与安全运行的兼顾,是当今石化行业发展的必然性趋势。加快对储油罐自动监控系统的设计分析,完善储油罐自动监控系统的建构程序,从多方面考虑,尽最大限度的保证储油罐的安全存储与运行,才能保证我国石化产业的稳定、健康、持续发展。
参考文献
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[2] 王晓光,王厉,厉励.石油化学工业信息化和自动化控制技术的现状及发展[J]. 河南化工. 2004(03)
[3] 何玉发,李忠伟. 储油罐液位测控系统设计[J]. 自动化仪表,2006(11).
作者简介
王博(1986年6月-),男,汉族,籍贯:山东省泰安市。2009年毕业于中南大学,电子信息工程专业。2009年就职于中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司,助理工程师。