使用CS3000系統實現罐區報警功能開發

王志芳，謝文奮

（中國石油獨山子石化公司 信息網絡公司，新疆維吾爾自治區 獨山子 833699）

0 引言

隨著石油化工裝置不斷大型化、復雜化發展，原油及成品油儲罐的容積也不斷擴大，為保證原油穩定供應及受成品油市場銷售的影響，煉化企業必須建立大型儲油罐來保證國家戰略儲備和穩定市場的要求。

原油儲罐輸送油品過程中，油品與管道或儲罐內壁相互摩擦和碰撞，往往會使得管道或者儲罐內壁失去電子而帶有正電荷，同時原油油品會得到電子帶有負電荷，兩者再一接觸就容易發生靜電產生火花，對生產造成極為不利的影響[1]。同時，原油儲罐在靜止狀態時（非進發油），由于直徑過大液位變化緩慢，如果現場閥門關閉不嚴或出現泄漏，短時間內難以發現，對安全生產造成的隱患難以估量。本文針對某煉油廠實際生產狀況，研究油品傳輸、存儲所產生的液位變化的實際情況，并結合CS3000 系統進行儲罐液位報警的監測模型設計，最終完成相關液位監控功能。

1 現場實際狀況

某煉油廠南、北罐區各類油品儲罐107 個，其中直徑最大的原油儲罐710#罐內直徑為60m，儲罐截面積為2859.584m2，進出儲罐閥門尺寸為DN400，儲罐液位控制范圍為3100m ～17300mm。因當前生產需要，儲罐進、發油調節頻繁，工藝人員需要根據經驗進行進、發油操作，合理控制進發油流速防止產生靜電。因人員素質等各種原因，對操作條件存在不同的判斷，需要借助外力進行操作條件的量化判定。

同時，當儲罐處于靜止狀態時，由于儲罐直徑較大，液位變化緩慢。當儲罐液位變化100mm 時，原油泄漏體積為285.560m3，原油密度按照800kg/m3計算，此時原油泄漏量已達206t。原油泄漏不僅造成巨大的經濟損失，且對安全生產帶來極大威脅，因此需要針對靜態儲罐制定相應的監控手段[2]，及時發現和提醒相關泄漏問題。

針對上述問題，結合儲罐當前已有的液位測量儀表和閥門設備，利用橫河CS3000 系統進行相關功能開發，為工藝操作提供經驗借鑒，并實現儲罐運行監控功能。

2 使用橫河CS3000系統實現儲罐報警功能

2.1 儲罐進發油流速測算監控

油品在輸送過程、進罐過程中與管道及儲罐的碰撞、沉降、噴射、沖擊和濺潑等均會產生靜電，油品的流動速度決定了碰撞的嚴重程度，管道中油品流速越大[3]，與管道的摩擦越嚴重，所產生靜電量越大。因此，需要合理控制油品的流速來防止靜電的產生。

在當前儲罐生產中，使用橫河CS3000 系統進行儲罐進發油速度的模型測算[4]，以此為工藝進發油操作提供參考依據。以710#儲罐和711#儲罐為例，儲罐直徑為60m，進、發油閥門尺寸為DN400，則每小時的流速測算公式如下：

據此設計流速監控程序如下：

圖1 儲罐進油流速上位監控畫面Fig.1 The upper monitoring screen of the oil flow rate of the storage tank

儲罐進、發油流速可根據要求設置不同的報警值，上位操作畫面如圖1 所示，工藝人員根據所測算的發油速度調整相應閥位和壓力，避免油品流速過快造成靜電危害。

2.2 靜態儲罐液位監控功能

根據當前生產工況，計劃使用橫河CS3000 系統中的CALCU 計算塊進行儲罐靜態液位監測模型開發。當該儲罐停止進、發油為靜止狀態時，按下報警監控開關，開啟進行液位偏差報警監視功能[5]。具體偏差數值根據儲罐罐容進行設置，如710#儲罐設置液位偏差報警值為100mm，如偏差超過該限值則表明儲罐出現泄漏或進出閥門關閉不嚴，自動提醒工藝靜止儲罐液位異常狀態，需盡快處理。CALCU 計算塊流速編寫程序如下：

圖2 靜態液位儲罐監控上位畫面Fig.2 The upper screen of static liquid level tank monitoring

靜態液位監控上位畫面如圖2 所示。當儲罐處于靜止狀態時將報警開關置于1，即可進行液位變化的自動監控功能。

3 結論

根據當前儲罐生產特點，介紹了使用橫河CS3000 系統設計儲罐液位監控和流速測算的相關監控方案。在當前生產條件和設備不滿足的情況下，為儲罐提供了監視功能和參考依據，消除了生產運行中的隱患，在實際生產中發揮了極為重要的作用。