球罐液位報警與聯鎖互動問題的探討

摘 要：本文結合車間球形罐區的現狀，針對球形罐液位報警與聯鎖互動問題進行了分析和探討，并對如何解決互動問題提出了意見和建議。

關鍵詞：罐；液位；報警與連鎖互動；

中途分類號：TE88 文章編號：1674-3520（2014）-09-00-02

一、前言

目前，車間的球形罐區共有球罐20座，儲存的介質有丙烷、丙烯、液化氣及拔頭油。按照儲存品種分為丙烷罐組、丙烯罐組、液化氣罐組、拔頭油罐組。罐區的球罐液位都設有高低液位報警與聯鎖，球型罐的聯鎖通過高、低液位音叉的響應（高、低液位音叉開關安裝在連通管上），向球罐的生產氣動閥或付出氣動閥輸出聯鎖信號，然后通過相應閥門的開關實現聯鎖控制。

聯鎖投用后，當現場磁浮子液面計的液位高于上限音叉時，就會自動關閉生產氣動閥門；當現場磁浮子液面計的液位低于下限音叉時，就會自動關閉付出氣動閥門。

二、球形罐液位報警與聯鎖

球形罐液位報警是通過高低液位的音叉開關來實現的，當液位高于上限音叉或低于下限音叉開關時，在PLC系統操作畫面中音叉開關顯示為紅色，并通過聲音報警給予提示。例如：A1#罐的液位報警范圍為1000～9000mm，當上限音叉報警時，A1#罐生產閥門關閉，當下限音叉報警時，A1#罐輕抽出線或重抽出線閥門關閉。

報警范圍的上下限值即為球形罐上下音叉的實際安裝高度，也就是高高限報警值和低低限報警值。在觸發高高限報警或低低限報警之前，還設置了液位的高限報警和低限報警，觸發高限報警后在PLC系統操作畫面中液位變紅及聲音報警給予提示，但是音叉開關不顯示紅色，只有觸發高高限報警才會引發聯鎖。同樣，觸發低限報警后在PLC電腦操作畫面中液位變紅及聲音報警給予提示，但是音叉開關不顯示紅色，只有觸發低低限報警才會引發聯鎖。

三、球形罐的聯鎖設計

（一）球形罐的聯鎖設計型式

當連通管內液位達到上、下音叉開關時，引發聯鎖信號，對相應的生產或付出氣動閥發出關閉動作信號執行聯鎖。

（二）球形罐的聯鎖投用情況

聯鎖的投用及切除通過PLC系統進行設置。但是，所有球形罐均沒有設計聯鎖執行后的互動，這樣受工藝條件變化和音叉開關故障因素的影響，容易引起音叉開關誤動作聯鎖，關閉生產閥和付出閥，造成裝置產品輸送中斷憋壓和裝車泵抽空問題。出于安全生產的考慮，球罐區聯鎖的投用一直在矛盾之中。不投用不符合規范的要求，投用后又會產生一些隨之而來的風險。

四、引發聯鎖動作的情況

（一）當生產或付出時，各生產罐或付出罐的實際液位的確高于高液位音叉或低于低液位音叉時，引發聯鎖動作。

（二）當生產或付出時，各生產罐或付出罐的實際液位沒有高于高液位音叉或低于低液位音叉，但是由于加溫伴熱的原因導致測量管內的液位產生比較大的波動，從而使高低位音叉產生響應，引發聯鎖動作。

（三）當高低位音叉由于受測量管內介質的干凈與否產生誤動作，引發聯鎖動作。

五、沒有連鎖互動的危害

由于目前球形罐的聯鎖型式僅是切斷相應的生產或付出氣動閥，沒有聯鎖后的互動，受外界客觀因素的影響，很容易誘發頻繁的聯鎖誤動作，發生高液位聯鎖后將會導致憋生產，從而影響到生產裝置的正常生產。發生低液位聯鎖后將會導致無法付出，會使機泵發生抽空。這時聯鎖所帶來的負面因素大于對聯鎖所預期的正面因素，會帶來一些不確定的、無法預防的生產隱患。

六、解決措施

由于目前球罐的聯鎖型式只是聯鎖而沒有互動，即使聯鎖后可以產生互動，由于受外界客觀因素的影響，很容易誘發頻繁的聯鎖誤動作。為徹底消除聯鎖所帶來的隱患，可以采取以下措施：一方面在設計上增加球罐區的聯鎖互動，完善聯鎖互動系統；另一方面從生產管理及液位報警響應等方面來預防出現儲罐液位超高或過低情況的發生。

七、新的聯鎖設計型式

（一）新的聯鎖響應型式

只有當連通管內液位達到上、下音叉開關位置，并且球形罐伺服液位計的液位指示達到液位上上限或液位下下限時，才會引發聯鎖信號，對相應的生產或付出氣動閥發出關閉動作信號執行聯鎖。單一的音叉開關報警或伺服液位計的液位報警都不會引發聯鎖動作。

（二）新的聯鎖設計型式要求

根據球形罐儲存品種的不同，在聯鎖及互動動作發生后，不能發生不同品種介質的互串，因此按照儲存品種分類對以下幾個罐組分別進行互動設計。

八、新的聯鎖互動控制方案

（一）丙烷罐組

丙烷罐組共三座儲罐，當某一罐的液位達到高高限液位報警值時，并且此罐的伺服液位計所顯示的液位同時達到高高限液位報警值時，則打開其它罐的生產氣動閥門，閥門開啟后回訊至操作室，再關閉原生產罐的生產氣動閥門。由于有兩座儲罐可供選擇，此時要求判斷這兩罐的付出動態，選擇沒有付出任務的球罐作為互動罐，防止生產物料進入成品罐。

當儲罐付出物料時，液位值達到低低限液位報警值時，自動關閉儲罐出口閥門，并停止付出泵的運行。

（二）丙烯罐組

丙烯罐組共五座儲罐，由于四座球罐能夠滿足生產儲存需求，單獨拿出一個球罐作為四座球罐的第一互動罐，同時其它四座球罐按照罐號進行順序互動。當第一互動罐用于生產時，其它四座球罐按照罐號作為它的互動罐按罐號順序進行互動。此時要求判斷罐的付出動態，選擇沒有付出任務的球罐作為互動罐。

當儲罐付出物料時，液位值達到低低限液位報警值時，自動關閉儲罐出口閥門，并停止付出泵的運行。

（三）液化氣罐組

液化氣罐組共八座儲罐，其中兩座為未脫硫液化氣生產罐。當其它液化氣生產罐某一罐的液位達到高高限液位報警值時，并且此罐的伺服液位計所顯示的液位同時達到高高限液位報警值時，則按照罐號順序兩座為未脫硫液化氣生產罐分別作為第一互動罐和第二互動罐，由于有兩座儲罐可供選擇，此時要求判斷這兩罐的付出動態，選擇沒有付出任務的球罐作為第一互動罐，另一個未脫硫生產罐作為第二互動罐。當兩座未脫硫液化氣生產罐液位都已達到高液位報警值時，判斷其它五座液化氣生產罐液位及付出動態。為防止生產物料進入成品罐，選擇沒有付出任務的球罐作為互動罐，互動罐按照罐號順序依次排列。

未脫硫生產罐共兩座儲罐，兩座儲罐互相進行聯鎖后的互動。當某一罐的液位達到高高限液位報警值時，并且此罐的伺服液位計所顯示的液位同時達到高高限液位報警值時，則打開另一罐的生產氣動閥門，閥門開啟后回訊至操作室，再關閉原生產罐的生產氣動閥門。

當儲罐付出物料時，液位值達到低液位報警值時，自動關閉儲罐出口閥門并關泵，泵狀態回訊。

（四）拔頭油罐組

拔頭油罐組共兩座儲罐，兩座儲罐互相進行聯鎖后的互動。當某一罐的液位達到高高限液位報警值時，并且此罐的伺服液位計所顯示的液位同時達到高高限液位報警值時，則打開另一罐的生產氣動閥門，閥門開啟后回訊至操作室，再關閉原生產罐的生產氣動閥門。

當儲罐付出物料時，液位值達到低低限液位報警值時，自動關閉儲罐出口閥門，并停止付出泵的運行。

九、結束語

球形罐液位報警與連鎖經過改造后，增加了球罐區的聯鎖互動，單一的音叉開關報警或伺服液位計的液位報警都不會引發聯鎖動作，避免了由于誤動作造成輸送中斷憋壓和裝車泵抽空等生產隱患，確保生產安全。