唐雪冰

（大慶石油化工工程檢測技術(shù)有限公司，黑龍江 大慶 163714）

在當(dāng)前的石油化工領(lǐng)域中，對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用程度相對(duì)較高，特別是在油品儲(chǔ)罐的管理中，對(duì)于自動(dòng)化技術(shù)的依賴性更為明顯。在此過程中，多種新型的、先進(jìn)的石油化工油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量儀表的應(yīng)用極為常見，促進(jìn)了石油化工企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐、油品及儲(chǔ)罐管理的效率與質(zhì)量大幅提升。

1 石油化工油品儲(chǔ)罐的常見類型分析

對(duì)于石油化工行業(yè)常用的油品儲(chǔ)罐來說，其擁有多種分類方法，具體如下：（1）按照位置分類，可以劃分為地上儲(chǔ)罐、地下儲(chǔ)罐、半地下儲(chǔ)罐、海上儲(chǔ)罐、海底儲(chǔ)罐等。（2）按照油品分類，可以劃分為原油儲(chǔ)罐、燃油儲(chǔ)罐、潤滑油罐、食用油罐、消防水罐等。（3）按照用途分類，可以劃分為原料罐、中間產(chǎn)品罐、成品罐、廢料罐等。（4）按照形式分類，可以劃分為立式儲(chǔ)罐（固定頂儲(chǔ)罐、浮頂儲(chǔ)罐）、臥式儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐（足球瓣式、純桔瓣式、混合式）、雙曲線儲(chǔ)罐（滴形儲(chǔ)罐）、懸鏈?zhǔn)絻?chǔ)罐（無力矩儲(chǔ)罐）等。（5）按照運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)工藝分類，可以劃分為計(jì)量儲(chǔ)罐以及非計(jì)量級(jí)儲(chǔ)罐。在本次研究中，主要選用第五種分類方式，對(duì)石油化工油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量儀表及其自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

2 石油化工油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量儀表的設(shè)計(jì)方案

2.1 計(jì)量級(jí)常壓以及低壓儲(chǔ)罐

（1）液位測量儀表。大容量儲(chǔ)罐在實(shí)際生產(chǎn)中裝載的物料更多，因此，一旦發(fā)生安全事故，產(chǎn)生的影響更嚴(yán)重。基于此，針對(duì)所有裝載容積不超過10萬立方米的油品儲(chǔ)罐，應(yīng)當(dāng)在其頂部加設(shè)可連續(xù)測量物料液位的儀表。針對(duì)所有裝載容積超過10萬立方米的油品儲(chǔ)罐，則需要加設(shè)兩套液位監(jiān)測儀表，同時(shí)，將可直接顯示儲(chǔ)罐內(nèi)液位高度的指示設(shè)備設(shè)置在儲(chǔ)罐側(cè)面；出于對(duì)測量與控制儲(chǔ)罐物料的考量，應(yīng)當(dāng)將高低液位報(bào)警儀器設(shè)置在儲(chǔ)罐控制系統(tǒng)內(nèi)，一旦檢測到液位超出預(yù)設(shè)值，則可以立即向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)；依托監(jiān)測信號(hào)完成對(duì)液位的實(shí)時(shí)測量，結(jié)合液位保護(hù)開關(guān)的應(yīng)用，防止儲(chǔ)罐內(nèi)液體溢出或者處于工作液位以下；對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)出口管道的閥門實(shí)施聯(lián)鎖保護(hù)，相應(yīng)聯(lián)鎖參考信號(hào)來源于液位開關(guān)或是儲(chǔ)罐液位檢測器。

（2）溫度測量儀表。應(yīng)用液位計(jì)直接測量儲(chǔ)罐內(nèi)物料體積的計(jì)量時(shí)，需要完成對(duì)容積以及比重的換算，此過程的實(shí)現(xiàn)需要溫度數(shù)據(jù)的支持。實(shí)際上，儲(chǔ)罐內(nèi)的溫度普遍表現(xiàn)出不均勻分布的情況，所以要在多個(gè)點(diǎn)位設(shè)置熱電阻溫度測量儀，也可以應(yīng)用單點(diǎn)位的溫度測量，并進(jìn)行儲(chǔ)罐內(nèi)油品溫度平均數(shù)值的計(jì)算，相應(yīng)信號(hào)傳遞至液位測量控制儀表內(nèi)。在罐頂位置實(shí)施多個(gè)點(diǎn)位的熱電阻溫度測量儀安裝，保證在罐體有效高度范圍內(nèi)，每隔3米落實(shí)一個(gè)熱電阻溫度測量儀的安裝。

（3）壓力變送器。測量儲(chǔ)罐油品液位，并需要將其換算為相對(duì)應(yīng)的體積、質(zhì)量時(shí)，要測量油品比重，在此過程中存在兩種情況，具體如下：①選用混合法作為測量方法。要引入基于雷達(dá)測量方式的液位計(jì)，或者是伺服液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等，用于測量儲(chǔ)罐內(nèi)油品的高度。此時(shí)，要求針對(duì)單一儲(chǔ)罐配置差壓變送器（1臺(tái)）或者是壓力變送器（2臺(tái)），以此實(shí)現(xiàn)對(duì)平均比重的換算。②選用靜壓法作為測量方法。測量儲(chǔ)罐底部壓力，換算對(duì)應(yīng)的液位數(shù)值；結(jié)合壓力變送器（2臺(tái)）的加設(shè)與測量，完成對(duì)相應(yīng)比重?cái)?shù)值的換算。在此過程中，要在油水分界點(diǎn)的上部位置、最低液位下部位置進(jìn)行測量點(diǎn)的設(shè)置，在相應(yīng)區(qū)域安裝壓力變送器，其采集信號(hào)會(huì)直接傳輸至控制系統(tǒng)內(nèi)或是液位測量儀表中。

2.2 非計(jì)量級(jí)常壓以及低壓儲(chǔ)罐

在非計(jì)量級(jí)常壓以及低壓儲(chǔ)罐中，未在多個(gè)點(diǎn)位設(shè)置溫度測量儀表以及壓力變送器，也不需要在油水分界位置加設(shè)測量裝置，而其他測量儀表的設(shè)置均與計(jì)量級(jí)常壓以及低壓儲(chǔ)罐保持一致。針對(duì)所有裝載容積不超過10萬立方米的油品儲(chǔ)罐，應(yīng)當(dāng)在其頂部加設(shè)可連續(xù)測量物料液位的儀表（至少2臺(tái)）；將可直接顯示儲(chǔ)罐內(nèi)液位高度的指示設(shè)備設(shè)置在儲(chǔ)罐側(cè)面；將高低液位報(bào)警儀器設(shè)置在儲(chǔ)罐控制系統(tǒng)內(nèi)，一旦檢測到液位超出預(yù)設(shè)值，則可以立即向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)。使用控制系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)罐液位報(bào)警進(jìn)行控制，相應(yīng)參考信號(hào)普遍來源于液位開關(guān)或是儲(chǔ)罐液位檢測器。針對(duì)所有裝載容積超過10萬立方米的油品儲(chǔ)罐，應(yīng)當(dāng)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)出口管道的閥門實(shí)施聯(lián)鎖保護(hù)，相應(yīng)聯(lián)鎖參考信號(hào)同樣來源于液位開關(guān)或是儲(chǔ)罐液位檢測器。這種聯(lián)鎖保護(hù)動(dòng)作主要由儲(chǔ)罐的控制系統(tǒng)完成控制。

2.3 計(jì)量級(jí)壓力儲(chǔ)罐

針對(duì)計(jì)量級(jí)壓力儲(chǔ)罐展開計(jì)量與測量儀表的設(shè)計(jì)中，要著重考量壓力情況，應(yīng)當(dāng)在其頂部位置加設(shè)可以持續(xù)監(jiān)測油品液位的儀表（2臺(tái)），同時(shí)，將可直接顯示儲(chǔ)罐內(nèi)液位高度的指示設(shè)備設(shè)置在儲(chǔ)罐側(cè)面，一旦檢測到液位超出預(yù)設(shè)值，則可以立即向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)；引入聯(lián)鎖保護(hù)措施，其方式與計(jì)量級(jí)常壓以及低壓儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置的連鎖保護(hù)方式一致。在展開實(shí)際的測量中，如果選用依托對(duì)油品液位高度值進(jìn)行直接測量的方式完成體積測量，那么，需要將相應(yīng)數(shù)值換算成為比重?cái)?shù)值以及標(biāo)準(zhǔn)容積，同時(shí)，還要進(jìn)行溫度數(shù)值的準(zhǔn)確獲取。需要注意的是，因?yàn)閮?chǔ)罐內(nèi)的溫度普遍表現(xiàn)出不均勻分布的情況，所以要在多個(gè)點(diǎn)位設(shè)置熱電阻溫度測量儀，并進(jìn)行儲(chǔ)罐內(nèi)油品溫度平均數(shù)值的計(jì)算，相應(yīng)信號(hào)傳遞至液位測量控制儀表內(nèi)。

3 石油化工油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

對(duì)于油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量自動(dòng)化系統(tǒng)而言，其主要包含的結(jié)構(gòu)有溫度傳感器、混合處理器、儲(chǔ)罐伺服在線密度計(jì)、伺服液位計(jì)等。在實(shí)際運(yùn)行過程中，由伺服液位計(jì)對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)油品的液位高度進(jìn)行實(shí)時(shí)性的測量；在混合式處理器內(nèi)倒入儲(chǔ)罐罐容表，在獲取液位數(shù)據(jù)后，直接在罐容表數(shù)據(jù)庫內(nèi)查找、讀數(shù)，確定當(dāng)前油品的計(jì)量體積。在密度測量點(diǎn)實(shí)際分布情況的支持下，形成油品質(zhì)量計(jì)算模型，參考實(shí)際密度數(shù)值分段計(jì)算儲(chǔ)罐內(nèi)的油品質(zhì)量，從而完成對(duì)目前儲(chǔ)罐內(nèi)油品總質(zhì)量數(shù)值的計(jì)算。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)設(shè)定

油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量自動(dòng)化系統(tǒng)的主要技術(shù)性能指標(biāo)如下所示：油品商業(yè)質(zhì)量測量的最大允許值不超過±0.1%；計(jì)量系統(tǒng)重復(fù)性不超過±0.05%；油品液位測量最大允差不超過±0.2mm；溫度測量最大允差不超過±0.1℃；密度測量最大允差不超過每立方米±0.3kg；儀表使用壽命不低于15年。

該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與特點(diǎn)主要如下：（1）對(duì)油品儲(chǔ)罐的液位、溫度等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)實(shí)施在線精準(zhǔn)測量，完成對(duì)質(zhì)量、體積等數(shù)據(jù)自動(dòng)化換算，促使油品測量與計(jì)量達(dá)到真正意義上的自動(dòng)化處理效果。（2）對(duì)油品進(jìn)入或輸出儲(chǔ)罐的操作

落實(shí)全面性的、實(shí)時(shí)性的監(jiān)控，在人機(jī)交互界面直觀顯現(xiàn)油品進(jìn)入與輸出的實(shí)時(shí)量、油品進(jìn)入與輸出作業(yè)的剩余時(shí)間等數(shù)據(jù)，還能夠完成對(duì)油品進(jìn)入與輸出的限量報(bào)警。（3）可以自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)修改以及報(bào)警信息的記錄，促使油品儲(chǔ)罐的所有應(yīng)用信息數(shù)據(jù)均可溯源，保證所有數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性。（4）可以對(duì)多類型的數(shù)據(jù)信息實(shí)施查詢，且能夠自動(dòng)生成、輸出儲(chǔ)罐或是油品的類別查詢歷史趨勢圖。

4 結(jié)語

綜上所述，油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量儀表的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值，結(jié)合油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量自動(dòng)化系統(tǒng)的搭建與應(yīng)用，促使石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益呈現(xiàn)出持續(xù)性提升的趨勢，并可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)油品運(yùn)輸、保存過程的安全性維護(hù)。同時(shí)，依托油品儲(chǔ)罐計(jì)量與測量儀表與自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐中油品存儲(chǔ)量的更有效控制，可以滿足不同生產(chǎn)現(xiàn)場的差異性要求。