石油化工罐区自动化系统的设计及应用

石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计张华莎【摘要】总结了近年来石油化工储运罐区中油品储罐的自动化仪表选型及工程设计方案,根据罐区生产运行和自动化测量及控制的需要,介绍了油品储罐的温度、压力、液位等仪表的选型,重点阐述了几种主要的储罐液位测量仪表的设计要点,列举了常用的仪表取源过程接口规格.根据罐区特点讨论了开关阀的设置和选型,涉及了供电、供气、电缆敷设等工程设计的相关内容.分析了工程设计相关的各种因素和仪表配置问题,从工程实施的角度介绍了实用可行的工程设计方法.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2015(051)006【总页数】8页(P6-13)【关键词】石油化工;油品储罐;储罐自动化仪表;储罐液位测量仪表;罐区开关阀;工程设计【作者】张华莎【作者单位】中国石化工程建设有限公司,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TP273石油化工储运罐区的自动化仪表选型和工程设计与生产装置有所不同，油品储罐的工艺运行特点是容量大、控制对象时间常数大、操作周期长、间歇时间长。

储罐的测量和控制主要满足两方面的要求：控制储罐的存储量，完成收油、发油等生产任务；罐区库存量的计量管理。

罐区最重要的监控仪表是液位连续测量仪表(以下简称液位仪表)。

储罐用的雷达液位计、伺服液位计等具有测量范围宽、测量精度高的特点，适用介质条件和安装形式复杂，与炼油装置常用仪表的测量原理、测量方式不同，生产厂家有限。

长期以来，作为一种“另类仪表”，合理设计、合适选型对于生产运行和应用至关重要。

罐区开关阀是实现储运自动化的重要执行设备，随着国内石油化工行业储运系统自动化的发展，应用日趋广泛，彻底地改变了人工操作的状态。

根据不同的安全操作要求和动力源，罐区开关阀的选择也有不同的考虑。

针对罐区仪表的特殊性，笔者从工程设计的角度详细讨论了储罐测量仪表的选型原则、正确的测量方法、设计应考虑和注意的问题，提出了规范合理、切实可行的自动化仪表选型和工程设计方案。

储运自动化罐区（二）引言概述：储运自动化罐区（二）是指在工业生产中应用自动化技术进行储存和运输的罐区系统。

本文将介绍储运自动化罐区的五个重要方面，包括设备和技术的应用、安全性和环境保护、运输效率和能源消耗、运维管理以及未来发展趋势。

正文：1. 设备和技术的应用1.1 自动化控制系统的应用：自动化控制系统可以监控储罐的液位、压力和温度等参数，实现精确的控制和管理。

1.2 传感器技术的应用：传感器可以实时检测储罐内的液位、温度和浓度等信息，并将数据传输给控制系统，保障罐区的运行安全。

1.3 机械化设备的应用：如自动卸车机和自动装车机等，可以实现储罐和运输车辆之间的自动化装卸操作。

2. 安全性和环境保护2.1 防泄漏措施：采用高质量的管道和阀门，并配备泄漏探测器，及时发现和处理罐区泄漏事故，保障环境安全。

2.2 防火措施：使用防爆设备和防爆材料，配备自动灭火系统，减少火灾风险。

2.3 废气处理：储运过程中产生的废气进行专门处理，减少对环境的污染。

3. 运输效率和能源消耗3.1 自动化装卸操作：自动装卸设备可以实现高效率的装卸作业，提高运输效率。

3.2 优化路径规划：通过使用智能算法进行路径规划，减少运输车辆的行驶距离和时间，降低能源消耗。

3.3 节能设备的应用：采用节能型设备，如能耗低的压缩机和泵等，减少能源消耗。

4. 运维管理4.1 自动化巡检和维护：采用自动化技术进行巡检和维护，及时发现和处理潜在问题，降低故障率。

4.2 数据管理和分析：对储运数据进行收集和分析，通过数据驱动的方式改善罐区的运维效果。

4.3 培训和人员管理：提供培训，提高运营人员的技术水平，确保罐区的正常运转。

5. 未来发展趋势5.1 人工智能的应用：人工智能技术将推动储运自动化罐区进一步发展，如自主巡检机器人和智能化的生产调度系统等。

5.2 物联网的应用：物联网连接各种设备和传感器，实现实时数据的收集和分析，提升储运效率。

5.3 绿色化发展：未来的储运自动化罐区将更加注重环境保护和可持续发展，采用绿色能源和环保设备。

科技创新与应用 ｌ ２ ０ １ ３ 年 第１ ５ 分别指出了装。卸车的控制过程 以及 上 位 机 系统 功 能 的说 明。 ３ ． １ 自动 装 车控 制 自动装车主要由装车计量控制器控制 ， 并将数据传送至上位机 保存 。 按 照预 先设 定 好 的程 序 ， 工 作 人员 在 启 动装 车 后 ， 控 制系 统 自 动 打 开 两 段式 气 动 球 阀和 装 车 泵 ， 以最 大 流 量 开 始 装 车 ； 流 量 计 检 测实时流量信息 ， 并及时 回传给装车控制器 ； 在累积流量到达设定 好 的阈值 时，有装车控制器发送信号控制两段式气 动球 阀动作 ， 转 为小流量开度 ， 以控制物料流量 ； 当流量及检测到累积流量到达设 定值 时 ， 则关 闭球 阀并 停 止 装 车 泵 ， 装 车 过 程 完 毕 。整 个 装 车 过 程 中， 接地 溢 流 检测 器会 持续 进 行 接 地 和溢 流 的检测 ， 一 旦 发生 异 常 ， 则中断装 车过程并发 出声光报警 ，此 时有工作人员检查并排 除故 障， 确认 一 切 正 常后 ， 再 次 启动 装 车 。 ３ ． ２ 自动 卸 车控 制 自动卸车主要由卸车计量控制器控制 ， 并将卸车数据传送至上 位机处理 。卸车时工作人员接好相关软管 ， 在控制器上输入好卸车 单号 ， 然后 启 动 卸 车 。卸 车控 制 器 会 自动 打开 中间 罐 和罐 车 间 的排 气 阀， 罐车 内的物料在重力的作 用下 由罐车流入 中间罐 ， 而中间罐 自 动装车系统 自 动卸车系统 中 的气 体 则 经 由排气 阀 回流 至 罐 车 内 ， 形成物流交换 ； 控 制 器 会 不 断检 测 中间 罐 上 装设 的液 位 开 关 ， 当 检测 到高 液 位 报 警 时 ， 说 明 中 图 １自 动 装 卸 车 系统 配置 图 间罐 已满 ， 满 足 开泵 条 件 ， 则 关 闭排 气 阀 ， 停 止物 料 流入 ； 然 后 卸 车 由装 设 在 中 间罐 上 的料 位计 检 测 中 间罐 中的 物位 ， 满足 要 求 时 即 打 控制 器会 打开 切 断 阀和 卸 车 泵 ，将 中间 罐 中 的物 料输 送 至储 罐 内 ； 开进料 的切断阀和卸车泵 ； 在中间罐 中的料位低于预先设定 的低报 当高液位信号消失时， 则由变频器控制卸车泵的输出， 减小流量 ， 当 警值时， 即按照预定程序停止卸车 ， 并将卸车的数据传送至上位机 。 检测到低液位信号时， 关闭切断 阀并 暂停卸车 ； 如果未完成卸车 ， 则 在整个卸车过程 中控制器还采集防静电联锁信号 ， 当联锁信号缺失 再 次 打 开 排气 阀进 行 卸 车 ， 相反则停止卸车 ， 并 将 此 次 卸 车 的 数 据 时紧急停止卸车 ， 确保卸车安全。 传送 至 上 位机 保存 。 ２ － ３卸车中间罐 和装车的 自动控制过程类似 ， 卸车过程也全程检测接地和溢流 本 系 统 中采 用 中 间罐 的 方式 作 为 缓 冲 ，避 免气 体 进 入 储 罐 ， 并 信 号 ， 一 旦 发 生 异 常 就停 止卸 车 ， 在 工作 人 员排 除异 常后 方 可 继 续 且 方便 需 要 卸 车 的物料 量 控 制 （ 通 过液 位 开 关 ） ， 但 是 这 必然 造 成 物 卸 车 工作 ， 以确保 卸 车 安全 。 料 在 中 间罐 中的残 留 ， 造成 浪 费 。 由 于 中间罐 相 对较 为 灵 活 ， 可 以制 ３ ． ３控 制 系 统 的上 位 机功 能 说 明 作 成 上部 为 圆柱 形 ， 底 部 缩小 成 圆 锥形 ， 加 装一 个 底 座 ， 并 将 低液 位 控制 系 统 的上 位 机使 用 组 态 软 件 编程 ， 以方 便 用 户 维 护 和 系统 控 制 点设 定 在 较低 的位置 ， 这 样 做 可 以尽 量 减 少 中 间罐 内部 物料 残 扩 展 。上 位 机包 括 的主 要功 能 有 ： 以 图形 界 面 的形 式 对 现 场 的操 作 留， 保 证 经济 效 益 。 和控 制 过程 进 行 实 时 的显 示 ，对 各 项 过 程参 数 和 状 态进 行 监 控 ； 收 ２ ． ４ 防 溢 流防 静 电控 制 器 集 装 车 过 程 中 的各 项 数 据 ， 可 以根 据 需 要设 计 各 种 报 表 ， 以尽 快 反 防溢 流 防静 电控 制 器是 自动 装卸 系统 中的 防溢 检 测 、 静 电接 地 映实际营销、 库存 、 日、 月装 车清单以及买方 、 物料统计 情况 等； 具有 检测 的装置。 通过防溢探杆检测液位信号和静 电接地夹检测接地信 权限管 理和 口令功能 ， 能过分配各种等级的操作 权限 ； 有历史 的事 号， 当液位超过报警位置或接地 回路电阻超过规定 阻值 时， 系统输 件记 录和 操作 记 录 以便 查 询 。 出声光报警信号供现场工作人员及时了解系统工作状态 ， 同时输出 另外还提供多种接 口，包括 Ｏ Ｐ Ｃ 、 Ｄ Ｄ Ｅ、 Ｏ Ｄ Ｂ Ｃ、 ＷＥ Ｂ等数据 接 继 电器 开关 信 号 供 自动 装 卸系 统 控制 切 断 阀 门 。 口， 以 及为 了建立 办 公 自动 化 系 统 的 Ｅ Ｒ Ｐ或 Ｓ Ｃ Ｍ接 Ｌ Ｉ 。 ２ ． ５气 动 两段 式 球 阀 上 位 机通 过 总 线通 讯 连 接到 现 场控 制 器 的 Ｐ Ｌ Ｃ， 接受 Ｐ Ｌ Ｃ各 项 气 动 两段 式 球 阀是 由球 阀与 三 位 式气 动 执 行 机 构配 套 组 成 ， 可 过程控制数据， 并在 Ｐ Ｌ Ｃ故障时， 作 出指示并发 出警告 。 以在 打开 或 关 闭过 程 中停 顿 一 次 。相 比普 通切 断 阀 ， 在 装 车控 制 中 ４ 结 束语 可 以两段 式 控制 装 车 流量 ， 使 装 车 控制 系统 对 物料 的装 车 量 实现 更 文 中所 述 的 自动 装 、 卸 车 系统 实 现 了该 厂 罐 区的 物料 进 出 的 自 精确 、 有 效地 控 制 。 动 化 控制 。先进 控 制 系 统 的实 施 提 高 了罐 区的 现 代化 管 理 水 平 ， 有 ２ ． ６ 质量 流 量计 效 地 减 轻 了工 作人 员 的 劳动 强 度 及 消 除 了生 产 事 故 隐 患 ； 同 时优 化 为 了达 到精 确 测 量 的要 求 ， 系 统 中选 用 的流 量计 最 好 为 进 口质 了罐 区储 运 系 统 的生 产 运行 方 式 ， 将 人 为 不 确 定 因素 在 控 制 管 理上 量流 量计 ， 可 以将 流量 信 息传 送 给 装 、 卸车 计 量控 制 器 。 质量 流 量 计 的影响彻底消除 ；控制系统的可靠性确保 了罐 区储运系统 的平稳 、 本身 就 具有 较 高 的检 测 精度 ， 和 系统 中的泵 与 阀 门配合 可 以实 现 高 安全 、 高效 运行 ， 提 高整 个 系 统 的工 作 效 率 ， 给 操作 和管 理 带 来 了 很 精 度 的 物料 控 制 。 大 的便 利 ， 必将 产 生较 大 的经济 和 社 会效 益 。

石油化工罐区自动控制系统和生产管理系统张华莎【摘要】介绍了石油化工储运罐区自动控制系统的基本结构和功能,从工程设计角度讨论了罐区特有的设计内容和设计方法,库存量统计和信息管理是罐区特有的内容,从工程设计上考虑,罐区应配备相应的自动化仪表和储罐数据管理设备以实现罐容计算,提高罐区的控制和管理水平.特别介绍了储罐液位仪表和电动控制阀的通信连接方案及通信设备配置的注意事项,并给出了仪表接线的示例.阐述了罐区生产管理系统的结构、功能、各组成部分间的信号关系,列举了该系统应配备的基本硬件、软件,结合实际的罐区生产作业介绍了各软件的功能,提出了罐区自动控制系统和生产管理系统应遵循配置合理、功能齐全、层次清晰、管控兼顾的设计概念.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2016(052)001【总页数】8页(P7-14)【关键词】石油化工罐区;罐区自动控制系统;储罐信号通信单元;电动阀通信单元;储罐数据管理单元;罐区生产管理系统【作者】张华莎【作者单位】中国石化工程建设有限公司,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TP273近年来国内新建的石油化工厂储运罐区的自动化水平已经不仅局限于采用仪表测量加分散型控制系统(DCS)，有些厂家还配有罐区生产管理系统。

将罐区的自动控制系统、生产管理系统与工厂信息管理系统结合起来，卓有成效地提高了储运系统的整体自动化水平和管理水平，实现了控制和管理的系统集成、数据共享、功能集成。

这是新建工厂储运系统的运行和管理模式，也是老厂改造的方向。

储运罐区在自控工程设计之初就应对将来的自动控制水平、设备和技术的先进程度、生产运行的管理层次和模式等多方面充分考虑，明确定位。

本文针对工程设计的范畴，重点讨论在设计目标明确定位的基础上，如何合理配置自动化测量仪表，建立适用的测量基础，配备以DCS为核心的过程控制系统，在此基础上实施罐区生产管理系统的设计方案和设计方法。

十几年前，国内炼油工业储运系统的自动化水平较低，自动测量仪表较少，配备的仪表精度不高，罐区过程控制和生产操作多采用小型控制仪或工业控制机。