使用CS3000系統(tǒng)實現(xiàn)罐區(qū)報警功能開發(fā)

王志芳，謝文奮

（中國石油獨山子石化公司 信息網(wǎng)絡公司，新疆維吾爾自治區(qū) 獨山子 833699）

0 引言

隨著石油化工裝置不斷大型化、復雜化發(fā)展，原油及成品油儲罐的容積也不斷擴大，為保證原油穩(wěn)定供應及受成品油市場銷售的影響，煉化企業(yè)必須建立大型儲油罐來保證國家戰(zhàn)略儲備和穩(wěn)定市場的要求。

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

1 現(xiàn)場實際狀況

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

同時，當儲罐處于靜止狀態(tài)時，由于儲罐直徑較大，液位變化緩慢。當儲罐液位變化100mm 時，原油泄漏體積為285.560m3，原油密度按照800kg/m3計算，此時原油泄漏量已達206t。原油泄漏不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，且對安全生產(chǎn)帶來極大威脅，因此需要針對靜態(tài)儲罐制定相應的監(jiān)控手段[2]，及時發(fā)現(xiàn)和提醒相關(guān)泄漏問題。

針對上述問題，結(jié)合儲罐當前已有的液位測量儀表和閥門設(shè)備，利用橫河CS3000 系統(tǒng)進行相關(guān)功能開發(fā)，為工藝操作提供經(jīng)驗借鑒，并實現(xiàn)儲罐運行監(jiān)控功能。

2 使用橫河CS3000系統(tǒng)實現(xiàn)儲罐報警功能

2.1 儲罐進發(fā)油流速測算監(jiān)控

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

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

據(jù)此設(shè)計流速監(jiān)控程序如下：

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

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

2.2 靜態(tài)儲罐液位監(jiān)控功能

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

圖2 靜態(tài)液位儲罐監(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。當儲罐處于靜止狀態(tài)時將報警開關(guān)置于1，即可進行液位變化的自動監(jiān)控功能。

3 結(jié)論

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