王以懿

（中國石化集團上海工程有限公司，上海 200120）

隨著企業(yè)的大型化，效益提高，自動化計量裝車控制系統(tǒng)已成為很多公司綜合提高的重要部分，相應的成套公司亦應運而生，也有用戶自己配置。由于批量控制的軟件要求一般都能盡量符合用戶要求，而工程上易疏忽，本文從工程角度提出自動計量裝車控制系統(tǒng)比一般工廠裝置更應重視的問題，如計量用流量計的精度要求，為精確計量要采用二段式球閥；批量控制器的防爆要求、槽車液位計的防爆要求、槽車的接地要求、防靜電保護開關(guān)的報警電阻要求，以及之間的聯(lián)鎖要求。

1 自動計量裝車控制系統(tǒng)的控制目標

石油油品、天然氣及醫(yī)藥公司的發(fā)貨方式多以鐵路槽車和汽車槽車裝灌。其計量裝車控制系統(tǒng)可分為集中式和分布式兩大類。目前，分布式自動計量裝車控制系統(tǒng)被廣泛應用[1]。

自動計量裝車控制系統(tǒng)的控制目標如下：

（1）定量裝車的程序控制：當操作人員完成人工將鶴管對位后，由批量控制器程序控制兩段控制閥的開關(guān)，根據(jù)采集的流量計流量累積值，完成流量的定量控制，當累積量達到預定值時關(guān)控制閥。

（2）安全保障控制：為防止裝車過程中定量裝車控制失靈，造成油品滿溢，設置安全保障控制系統(tǒng)。當防溢液位開關(guān)發(fā)送滿溢信號時，及時關(guān)閉裝車閥，停止裝車，避免發(fā)生溢油事故。為防止靜電造成火花，設置防靜電接地開關(guān)，當批量控制器接收到防靜電接地開關(guān)信號時，立即關(guān)閉裝車閥，保證裝車的安全。

（3）操作管理和銷售管理：由操作站和業(yè)務站完成操作管理和銷售管理。

2 自動計量裝車控制系統(tǒng)的基本組成

分布式自動計量裝車控制系統(tǒng)是在每一裝車鶴位附近安裝一臺智能型防爆多功能批量控制器和相應的計量儀表、兩段控制閥等組成[2]。

2.1 流量儀表

當裝車過程的流量控制不作為最終計量器具時，為節(jié)省投資，可選用過程控制級的流量計。當作為最終計量器具時，應選用計量級流量計，計量精度應不低于0.2%，使計量檢測系統(tǒng)的總精度不低于0.35%。選用體積流量計時應考慮溫度補償，為此，應加裝熱電阻溫度計。

目前一般選用科氏質(zhì)量流量計和渦輪流量計。

2.2 控制閥

早期的裝車控制閥由兩個大小不等的切斷控制閥組成的閥組實現(xiàn)。近年已采用多段控制閥（電液或氣動）。因此，大大簡化設計和安裝，其控制效果也明顯提高。

通常，重質(zhì)油品和液態(tài)烴可選用球閥。裝車現(xiàn)場有儀用壓縮空氣時，可選用氣動執(zhí)行機構(gòu)的控制閥。無儀用壓縮空氣時，可選用電動執(zhí)行機構(gòu)的控制閥。

最近幾年來多段控制閥已陸續(xù)問世,如丹尼爾788DVC型數(shù)控閥。

Emerson旗下的丹尼爾（Daniel）控制閥可用于裝車控制系統(tǒng)。788DVC型數(shù)字控制閥可提供精確的流速控制功能和批量控制媒介功能。788DVC型閥門由PetroCount自動控制，實現(xiàn)低流量啟動、高流速控制、低流量關(guān)閉和最終截斷。通過在不同的管線壓力下保持恒定流速，該閥門還實現(xiàn)了最高的流量計精度。788DVC型帶有外部導閥控制回路，該回路由常開電磁導閥、常閉電磁導閥、濾網(wǎng)和開啟/關(guān)閉速度控制件構(gòu)成[3]。

其工作原理是：閥門由導閥操作，以平衡活塞原理工作。彈簧向關(guān)閉位置偏置。當差壓超過彈簧力時，主閥打開，出現(xiàn)流量。導閥控制件改變活塞彈簧側(cè)的壓力，實現(xiàn)閥門的動作。

2.3 批量控制器

它用于實現(xiàn)定量裝車的程序控制。可采用可編程控制器實現(xiàn)。為便于操作和管理，宜選用帶通信接口及人機交互界面的產(chǎn)品。通?？蛇x有帶少量模擬量輸入輸出接口和開關(guān)量輸入輸出接口的標準產(chǎn)品。

2.4 人機界面

為便于現(xiàn)場操作，宜選用有堅固防爆外殼的大尺寸的液晶顯示器。可選用工業(yè)級的顯示器。

自動計量裝車控制系統(tǒng)目前國內(nèi)、外已有多家專用的系統(tǒng)。據(jù)資料介紹，如合肥精大的EL－5092BK漢字型防爆定值系統(tǒng)，在用于液態(tài)測量，一機一位，一機二位，一機一位配比已有成功應用的經(jīng)驗[4]；又如邯鄲奧圖威爾AWZ－II批量控制系統(tǒng)，用于液化氣、丙烯、丙烷等氣體裝車已有成功應用的經(jīng)驗[5]；再如E＋H的NXF581控制系統(tǒng)，在用于單鶴位、雙鶴位、多艙下裝式、多品種比例混合，多品種管道調(diào)和已有成功應用的經(jīng)驗[6]；又如Emerson的DL8000控制系統(tǒng)可接入HART及AMS資產(chǎn)管理軟件，在液態(tài)烴裝汽車、罐車、火車罐車、輪船、存儲罐已有成功應用的經(jīng)驗[7]。

2.5 防溢液位開關(guān)

該開關(guān)用于聯(lián)鎖關(guān)閉多段切斷閥。當槽車內(nèi)液位達到防溢液位開關(guān)的設定值時，開關(guān)動作，經(jīng)批量控制器輸出聯(lián)鎖信號，關(guān)閉切斷閥，并提供信號報警。目前選用的有JD－01靜電溢出保護器，也有選用音叉限位開關(guān)等。

2.6 防靜電接地開關(guān)

為泄放槽車上可能存在的靜電，檢測其接地電阻，應設置防靜電接地開關(guān)。常用的防靜電接地開關(guān)可選用防靜電接地吸盤（目前已應用較少）或防靜電接地鉗，或防靜電接地保護器，只有現(xiàn)場防靜電接地鉗(夾)接好后,系統(tǒng)才能投入工作。其接地電阻有的資料報道大于60Ω應報警，但接地電阻仍應符合整個裝置的要求,一般小于4Ω。有的資料沒有具體數(shù)值，用戶要根據(jù)項目了解接地要求。

3 防爆應嚴格符合要求

灌裝系統(tǒng)一般處于油、氣、化工產(chǎn)品的危險場所。其危險區(qū)域的危險等級由工藝專業(yè)和電氣專業(yè)明確確定。自控專業(yè)人員要按危險區(qū)域等級配用防爆儀表。特別是防溢液位開關(guān)裝在鶴管的適當位置，因為與鶴管同時插入槽車，其液位計的防爆等級一定要符合其危險區(qū)域的劃分[8]。

4 整合比較

為便于大家了解目前各家定量裝車控制系統(tǒng)的情況，下面整理一張參考表格，無論用哪家廠產(chǎn)品，用戶基本情況均可查閱。

5 結(jié)束語

本文簡要介紹了自動計量裝車控制系統(tǒng)的組成及目前應用情況。并提出不僅應重視自動化及精確計量，從工程上還應特別重視防爆問題及防靜電接地問題。

表 定量裝車控制系統(tǒng)參考表

[1] 李萍. 定量裝車控制系統(tǒng)在工程中的應用[J].化工設計，2008，(3):27-30.

[2] 王娜, 穆海, 倪承德. 液化氣自動裝車計量控制系統(tǒng)[J]. 石油化工自動化，2005，(3):35-37.

[3] Emerson Daniel V788型數(shù)字控制閥樣本，2011.

[4] 合肥精大. 山西焦化五磷10萬噸甲醇項目裝車控制系統(tǒng)技術(shù)方案，2011.

[5] 邯鄲市奧圖威爾儀表有限公司.中國石油慶陽石化分公司270萬噸/年煉油搬遷改造集中加工項目裝車控制系統(tǒng)技術(shù)協(xié)議. 2009.

[6] E+H. NXF581批量控制儀產(chǎn)品介紹.

[7] Emerson. DL8000產(chǎn)品說明書.

[8] 邱宣振,王秀娟.防爆新標準及各種新標志方法[J].醫(yī)藥工程設計，2011，32(6):41-44.