大型石油炼厂储罐仪表的选型及应用

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：大型石油炼厂自动化仪表的选型是否科学对储罐的安全性有重要影响。本文根据大型炼油厂的油品储罐设计和使用经验分析了储罐仪表的选型方法和应用，可为同类大型炼厂新项目建设或后期改造提供借鉴和指导。
　　关键词：大型石油炼厂；储罐仪表；选型和应用
　　随着我国工业的进步，石油化工储罐仪表自动化和技术含量得到不断完善和提高，自动化储罐仪表代替了低精度测量仪表，雷达液位计、伺服液位计等液位测量仪表代替了传统的人工检尺，现场远程控制阀代替了传统的手动开关阀门，使石油的储存和运输变得更加多功能和安全可靠。
　　1 储罐自动化仪表主要种类
　　1.1 液位计
　　储罐连续测量的液位计一般采用雷达液位计和伺服液位计。雷达液位计分为计量贸易级和过程测量级。
　　1.2 液位开关
　　储罐的液位开关一般应用较多的是外贴式超声波液位开关和音叉液位开关。
　　1.3 控制阀的执行机构
　　储罐控制阀执行机构一般采用电动型、气动型和电液压型。其基本类型有部分回转、多回转及直行程三种驱动方式。
　　2 储罐仪表的选型
　　2.1 储罐液位仪表的选型
　　2.1.1 物质属性
　　重油的粘度高且具有腐蚀性，因此不能应用接触式的液位计，对于连续测量的液位计宜采用雷达液位计这种非接触式的液位计，对于液位开关宜采用外贴式超声波液位开关。对于轻质油粘度不高的油品，液位开关宜采用音叉液位开关，连续测量的液位计选择性则相对比较广，一般选用雷达液位计或伺服液位计较多。如果罐内物质容易挥发，则不宜使用雷达液位计这种波传输类的液位计，如果使用雷达液位计时对天线的选择要求则需合理。
　　2.1.2 容量
　　容量较大的储罐要运用性能佳的液位计，储罐容量一般或者较小则可以采用一般液位计。
　　2.1.3 精度
　　贸易计量储罐要使用精度较高的计量级液位计，如果是中间罐区或缓冲罐应用一般的过程级液位计。
　　2.1.4 储罐的类型
　　对于常压储罐，一般配套一台连续测量的液位计、配套高低报液位开关，对于重要或进出料频繁的常压储罐，根据投资规模可以考虑2台连续测量的液位计。对于高压球罐，一般配套2台不同测量原理的连续测量的液位计，同时配套高低报液位开关。
　　2.2 储罐控制阀的选型
　　2.2.1 远程切断控制的要求
　　①根据石油库设计规范GB 50074、立式圆筒钢制焊接储罐安全技术规程AQ 3053等设计规范和政府批文等设计选型；②根据工艺操作的要求进行设计和选型。
　　2.2.2 泄漏等级
　　储罐切断阀的泄漏等级一般选型要求不低于class V级，对于特殊工况或者根据生产条件等要求，部分控制阀的泄漏等级会要求class VI级。
　　2.2.3 公称通径
　　大型石化储罐控制阀的公称通径范围较大，通径范围一般在DN50-DN900，根据的通径大小，结合流量特性、泄漏等级等综合技术要求，合理选择阀门结构类型。
　　2.2.4 经济性
　　储罐远程控制阀由阀体和执行机构组成，一般考虑到现场安装空间和经济性等要素，现场应用较多的是电动执行机构，其次是气动执行机构，最近随着国内电液执行机构技术的成熟和发展，也有少部分采用电液执行机构。
　　2.3 储罐其他仪表的选型
　　储罐除了安装液位仪表、控制阀外，还采用了一些测温仪表和压力仪表。一般常压储罐不采用压力测量仪表，球罐或内浮盘氮封储罐会采用远传连续测量的压力变送器和就地显示的压力表。对于储罐温度仪表，现场一般选择铂热电阻带保护套管安装，对一些储存高凝油并且储罐底部需要安装加热盘管的储罐，一般建议选择多点温度计。
　　3 儲罐主要仪表的应用
　　3.1 雷达液位计
　　雷达液位的天线形式不同，一般可以分为三种：锥体天线、杆状天线以及抛物面天线。其中，锥体天线可以于罐顶或导波管上进行安装，在范围较大的情况下可以应用；杆状天线具有尺寸小的特点，可以应用在卫生要求较高或原材料具有腐蚀性的测量环境中；抛物面天线具有直径大的特点，在测量液体与固体原料中皆可使用。同时，由于抛物面天线雷达波束较窄，并能够进行长距离的测量，因此属于污染不敏感类型的天线，在严酷天线粘结液的情况下应用效果较好。
　　3.2 伺服液位计
　　在大型石油炼厂，伺服液位计在储罐的应用也较为常用。一般应用于球罐和介质粘度较低的常压储罐。因为伺服液位计成本较高，一般只对工况有特殊要求，且对计量精度高的条件会选择应用伺服液位计。在一般的污油罐和燃料油中间罐区等中很少应用。在密封罐上的伺服液位计安装时，可以将一个适合的球阀安装于密封罐与伺服液位计中间，使其能够密封，尤其是在介质属于有毒物质和高压球罐时可以采用这种方法进行密封。伺服液位计的干接点信号能够参与联锁，能够起到液位开关同样的输出开关量报警作用，如果大型炼油厂需要设置干接点式报警开关则可以应用伺服液位计。
　　3.3 液位开关
　　储罐除了配备连续测量的液位仪表外，每台储罐一般都会设置一套专门用于储罐高高、低低液位报警及联锁的液位开关。液位开关在现场储罐应用较为广泛的有外贴式超声波液位开关和音叉开关。超声波液位开关主要应用于球罐及介质粘度较大的常压储罐，安装采用耦合剂外贴式，储罐不需开孔，与储罐介质不直接接触，在后期使用过程中维护和故障处理较为方便，维护维修作业风险低。音叉液位开关一般应用于轻组份的常压储罐，安装需要在储罐罐壁开孔，音叉插入深度不宜过长，满足测量要求即可。音叉液位开关在现场应用中测量可靠性高，故障率低。
　　3.4 控制阀
　　储罐收付料管线或倒罐用的二次阀一般选用电动阀门，控制信号采用总线型控制，同时满足ESD紧急关断输出功能。电动阀总线控制信号一般有MODBUS、电动执行机构厂家发开的专用总线信号（例如pakscan）、PROFIBUS和FF总线等。Pakscan总线回路可接入的最大电动执行机构数量为120台，并且通讯稳定，故障率低，建设期间回路电缆施工简单，可大大减少项目建设电缆概算和施工周期，被较多大型石油炼厂应用。PROFIBUS总线回路属于标准开放性通讯协议，对现场电动执行机构的兼容性大，满足不同品牌的电动执行机构的接入，该总线回路在现场也有相应的应用。
　　储罐的部分紧急切断阀采用气动执行机构，在停风或停电等故障状态下，能按照工艺生产的要求确保阀门开关要求。电液执行机构在近几年在储罐也逐步有相应的应用，一般应用于对阀门控制精度、开关速度较高等工况，但由于进口的电液执行机构造价较高和维护难度较大等条件限制，目前在现场储罐应用的范围不广。
　　4 结束语
　　综上所述，在大型石油炼厂中，以上的仪表选型和应用较为常见，业主根据其各自不同的原理和应用条件可以合理选择，提高炼厂储罐安全运行的稳定性和可靠性。本文的仪表选型和应用对同类大型炼厂新项目建设或后期改造，具有参考价值和指导意义。
　　参考文献：
　　[1]乔雪薇.石油化工罐区自动化液位仪表选型及工程设计[J].自动化与仪器仪表，2017（S1）：133-135+140.
　　[2]罗毅，王娟.石油化工仪表的选择与应用[J].化工设计通讯，2018，v.44；No.192（06）：37-38.
　　[3]刘长亮.化工油品储罐自动化仪表及工程设计研究[J].化工设计通讯，2018，v.44；No.192（06）：103-104.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14850686.htm