試論大型液化石油氣地下儲庫的自動化控制及管理

張琦

摘 要：隨著我國計算機技術以及管控一體化快速發展，液化石油氣的運輸和儲存工作的自動化管理和控制也已經成為了可能，而這對于提升石油企業的管理水平和真正的實現安全生產也是十分有利的，該文便簡單介紹了大型液化石油氣地下儲庫的自動化控制和管理。

關鍵詞：液化石油氣 地下儲庫 自動化管控

中圖分類號：U415 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0179-01

1 大型液化石油氣地下儲庫的管控系統

以某大型液化石油氣的地下儲庫工程為例，其是由六部分組成的，分別為丙烷地下庫區、丁烷地下庫區、換熱操作區、汽車裝車區、裝船碼頭區以及卸船碼頭區，它們是分布在不同的區域內的，并且個別區域之間的距離也達到了3 km。所以，如果從自控流程的角度來看，邏輯控制和連續控制應是同時存在的，并且邏輯控制的結構應更加的復雜。

與普通的煉油裝置的自動控制系統相比，庫區的監控系統還是存在一定的區別的，當然庫區監控系統必須具備控制、監視以及檢測等常規功能，同時它還要具備信息管理功能，在控制上主要還是以開關控制的方式為主，模擬量調節回路的方式不多。根據以上的種種特點，我們為此大型液化石油氣的地下儲庫設計了一套兼具順序控制功能和連續控制功能的DCS。此系統都分布在各區域現場，并且都與控制室內的控制站相連，管理計算機可以對地下儲庫的運行和銷售工作進行有效的管理，從而實現了一個真正的分散型的管控一體化的自動化系統。

2 大型液化石油氣地下儲庫的庫區監控系統

在地下儲庫工程中，地下洞庫是其最為重要的組成部分，其能夠有效的監控內部的各項參數的變化。而與地下儲罐相比，地下洞庫在進行儀表選型工作時是有著明顯的區別的。地下洞庫需要測量的參數有很多，如壓力、洞庫內的介質溫度、液化氣液位、凝結水與液化氣界位等。在大型液化石油地下儲庫工程的建設過程中，應特別注意檢測儀表的選型和安裝工作，工作中如果稍有不當，就可能帶來非常嚴重的后果。

3 液化氣調和

在兩個地下儲庫中分別儲存著丙烷和丁烷，而銷售系統所銷售的液化石油氣卻都是單一的組分，因此，最后銷售的液化石油氣實際上都是由丙烷和丁烷這兩種氣體調和而成的。丙烷和丁烷氣體相互調和的方案有很多，其中最常用的為兩組分閉環比值調和系統、單組分閉環調和系統和在線質量目標值閉環控制調和系統三種。這里我們選擇了兩組分閉環比值調和系統這種方案，其能夠更加準確的控制液化石油氣中丙烷和丁烷的體積比。雖然一般情況下，主組分和副組分應各自形成一個單獨的閉環調節系統，但是主組分的給定值與副組分的給定值卻一定是成比例的，具體的公式總結為：F1=KF2。

當外界因素對主組分的流量產生干擾時，流量就會被動的發生變化，這時主組分調節器就會依據流量定值開始調節工作，而同時經過比值器K時也會使副組分調節器的給定值發生變化，也就是調節比值的過程。經過此過程中，兩個流量器的流量值又都回到了最初了給定值，并且其比值也是不會發生變化的。

4 大型液化石油氣地下儲庫的裝車控制及銷售管理系統

在此大型液化石油氣地下儲庫的建設工程中，我們選擇的是分布式裝車控制系統，此系統能夠最大限度的降低人力、物力和成本，同時也能夠實現汽車裝車的自動化。作為裝車控制系統的重要組成部分，定量裝車控制儀能夠實現裝車過程中的溫度補償、流量補償、定量控制、防靜電連鎖以及參數設置等功能，也能夠與上位機進行雙向通訊。在定量裝車系統中，主要有流量計、防靜電接地開關、控制閥、防溢開關以及裝車緊急停止開關等設備，其中最主要的就是流量計和控制閥這兩類設備。

4.1 流量計

在裝車控制系統中所使用的流量計，我們通常都選用流量儀表，其精度為0.2級或是0.5級，可以選擇的流量計類型有雙轉子流量計、渦輪流量計、質量流量計、刮板流量計以及腰輪流量計等，工藝管線的安裝條件、投資的規模以及介質的實際工況等內容都會對最終流量計的選型產生影響。如果控制系統對精度的要求較高，則建議選擇質量流量計、刮板流量計或是雙轉子流量計。

4.2 控制閥門

在裝車系統中，可以選擇的控制閥門種類有很多，如電磁閥、電動閥、氣動閥以及數字多段閥等等，但是在裝車工藝要求中，應盡量避免出現水擊現象，并且管道內部的介質流量速度也應是在合理的范圍內的。因此，在此地下儲庫的建設過程中，我們選擇了數字電液控制閥，其由兩部分組成，即主閥和兩個電磁閥，閥的上游端和下游端分別為常開型電磁閥和常關型電磁閥，從而有效的控制主閥的開啟狀態和關閉狀態。

如果兩個電磁閥被同時勵磁了，那么主閥就會開啟，相反如果兩個電磁閥的激勵都被消除時，那么主閥就會是關閉的狀態。如果僅有常開電磁閥被激勵，液體就會被鎖住。閥蓋內部的液體壓力是不會發生變化的，閥門提升頭也會保持在一個固定的位置上，介質在管道內的流動速度就是恒定的，當操作條件該變化，這種狀態才會變化，也就實現了控制閥的“多段頭”。當兩個電磁閥都被勵磁后，常關的電磁閥就打開了，閥蓋內的液體就會流到下游段，當介質在管道內的流動速度達到設計值時，閥門提升頭也會保持在一個固定的位置，介質的恒定的流動速度也是會隨操作條件的改變而改變的，這就是“兩段開”的實現過程。

主閥實際上就是一種響應控制設備，它能夠將整個控制回路都隔離開來，這樣就更容易操作閥門了，并且閥門的開啟狀態和關閉狀態也就能夠協調準確了。“兩段開”的過程是以中等流量付出液化氣的，這樣能夠有效的減少裝車時液面上方的介質蒸汽濃度，同時靜電積聚也被降低了。而“多段關”的過程則是逐步的減少流量的過程，既避免了水擊現象的出現，也減少了沖過量誤差。如果能夠合理的應用多段電磁閥，那么對降低靜電和能耗以及達到平穩的開啟、關閉和高速付給油的效果都是十分有利的。

分布式的裝車控制系統能夠有效的實現信息集中和分散控制的功能，同時也為銷售管理的自動化提供了充分的條件。不同的管理制度和操作要求，所采用的裝車業務管理軟件和營銷管理軟件也是有所區別的，將它們分別安裝在裝車業務管理計算機和上位管理計算機上。前者能夠發出各類裝車指令并實現各類裝車控制功能，并且打印發票、裝車業務登錄以及統計報表等業務管理功能也是可以在裝車業務管理機上實現的，可以隨時的查詢各個車輛的加氣量和加氣時間，同時也避免了人為操作時出現的各類失誤；而后者則可以及時的收集到銷售管理工作中所需要的各類數據和資料，從而幫助管理者準確的掌握全庫區的生產情況和銷售情況。

5 結語

通過以上對某大型液化石油氣地下儲庫工程自動化控制及管理系統的簡要論述，我們發現如果在大型液化石油氣的地下儲庫工程能夠較好的應用更為先進的控制及管理一體化技術，那么在企業生產制造的過程中就能夠最大限度的降低事故發生的概率，真正的實現安全生產，充分的保證了企業生產運營的經濟效益，幫助企業用最快的速度收回投資的成本，而這也正是我國大型液化石油氣地下儲庫工程的發展趨勢。

參考文獻

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