石油化工罐區(qū)自動控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)

石油化工罐區(qū)自動控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)摘要：近年來國內新建的石油化工廠儲運罐區(qū)的自動化水平已經(jīng)不僅局限于采用儀表測量加分散型控制系統(tǒng)（DCS），有些廠家還配有罐區(qū)生產(chǎn)管理系統(tǒng)。將罐區(qū)的自動控制系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)與工廠信息管理系統(tǒng)結合起來，卓有成效地提高了儲運系統(tǒng)的整體自動化水平和管理水平，實現(xiàn)了控制和管理的系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)共享、功能集成。關鍵詞：石油化工罐區(qū)；罐區(qū)自動控制系統(tǒng)；罐區(qū)生產(chǎn)管理系統(tǒng)1刖言儲罐是石油化工企業(yè)重要的組成部分，是企業(yè)生產(chǎn)、儲存和運輸過程中基本且重要的環(huán)節(jié)。一般具有占地面積廣、儲存量大和布置密集的特點。儲罐儲存的物質通常有易燃易爆、易揮發(fā)和有毒等特性，一旦發(fā)生泄漏，揮發(fā)出的易燃易爆介質遇明火或高溫物體，就有可能引發(fā)火災或爆炸事故，故石油化工的罐區(qū)大多被劃為高危險區(qū)域。作為石油化工儲罐實時變化的動態(tài)參數(shù)，液位連續(xù)精確測量是罐區(qū)最重要的監(jiān)控儀表，也是成品計量管理的重要參數(shù)。本文通過對罐區(qū)中常用的液位儀表測量方案進行對比分析，從工程設計的角度敘述雷達液位計在罐區(qū)儲罐液位測量中的設計選型和安裝方案。2儲罐類型的選擇儲罐類型的選擇要充分考慮物料特性（火災危險性、揮發(fā)性、毒性、化學穩(wěn)定性等）、存儲溫度等各種因素。儲存甲、乙類的液體（該類化學品揮發(fā)性通常較大）通常優(yōu)先選用內浮頂罐。由于內浮頂罐罐內氣體空間較小，可大大降低化工揮發(fā)性氣體損耗和對大氣的污染，并減少儲罐著火幾率，目前設計上通常采用金屬浮艙式浮盤。對于有特殊要求的甲、乙類液體物料，如甲醛、酯類等易聚合或易氧化的液體物料，選用固定頂儲罐加氮封儲存；對于沸點低的化學品，可以采用固定頂儲罐，并增加外循環(huán)降溫的措施存儲?；虿捎猛獗P管冷卻形式，外盤管內通入冷卻水或冷凍水。外循環(huán)降溫通常利用罐區(qū)內送料泵，將送料泵的旁路通過冷卻器后再打回到儲罐內，這類儲罐和管道外部均按保冷設計。當儲罐內存儲的介質為甲類液體介質時，要考慮太陽直接照射產(chǎn)生的熱量，太陽直接照射會造成儲罐頂部局部溫度過高，增加了儲罐內部揮發(fā)性氣體揮發(fā)量。通常做法是對儲罐進行外部水噴淋或保溫，但是水噴淋會大量消耗工業(yè)用水，并且噴淋后的水不好回收。目刖，在儲罐表面涂刷涼涼膠的效果較好。在設計上，可以根據(jù)具體存儲介質特性選用防曬措施，在滿足工藝要求的前提下減少投資和運行成本。合理控制儲罐存儲溫度，保證可燃液體的質量，減少損耗；對于常溫下固化或者黏度非常高的化學品，需加熱存儲以保證液體的正常輸送；對一些性質特殊的液體化工品，合理的儲存溫度應能避免自聚物和氧化物的產(chǎn)生。對于存儲可燃液體（丙B類除外）的固定頂罐或臥罐，在直接通向大氣的通氣管或呼吸閥上需安裝阻火器：當建罐區(qū)歷年最冷月份平均溫度的平均值低于或等于0C時，呼吸閥及阻火器必須有防凍措施。設計上通常選用全天候呼吸閥。3石油化工儲罐區(qū)自控設計由于一般化工企業(yè)的罐區(qū)存儲危險化學品數(shù)量大，對自控提出更高的要求。主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）常規(guī)液位、溫度、壓力等參數(shù)的檢測顯示和報警。氮封儲罐的罐頂壓力控制。重要的自控信號，如儲罐的液位、壓力檢測信號，在設計上應考慮將其傳送至控制室集中顯示。對于有加熱或冷卻的儲罐，設計上需考慮儲罐內溫度檢測和報警，以防止儲罐超溫，必要時該溫度信號與加熱源聯(lián)鎖調節(jié)，如一臺采用蒸汽內盤管加熱的儲罐，在儲罐罐壁上設置2臺溫度檢測元件，該檢測元件與蒸汽調節(jié)閥聯(lián)鎖控制，當儲罐內介質溫度低于設置溫度時，調節(jié)閥相應開大，讓更多的蒸汽通入儲罐內，使儲罐內溫度上升；當儲罐內溫度過高時，該蒸汽調節(jié)閥門關小甚至完全關閉，讓儲罐內介質溫度控制在一定范圍內。特別是對于要求儲罐內溫度維持在90C以上，且儲罐內物料不是與水互溶的，這種控制是十分必要的，因為溫度一旦升高，儲罐內少量的水迅速沸騰，造成罐內化學品冒罐，引發(fā)事故；（2）裝卸車化學品流量計量和累計，必要時該流量計量與送料泵聯(lián)鎖；（3）進出物料管道的緊急切斷或聯(lián)鎖；（4）可燃罐區(qū)內可燃、有毒氣體報警器的設置。通過合理的自控儀表設置，罐區(qū)主要工藝檢測和控制變量都在DCS/PLC進行顯示、調節(jié)、記錄、報警等操作，主要轉動設備的運行狀態(tài)均在DCS進行顯示。設置機泵、閥門遠程操作，重要參數(shù)自動控制，實現(xiàn)罐區(qū)管理自動化，進一步提高化工罐區(qū)安全性。4罐區(qū)生產(chǎn)管理系統(tǒng)為了適應現(xiàn)代石油化工工廠的管理水平，應考慮合理的TMES設計。TMES是生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）的一部分，是罐區(qū)生產(chǎn)經(jīng)營自動化管理系統(tǒng)的簡稱。TMES在自動控制系統(tǒng)中運行，在集成和利用過程控制和測試數(shù)據(jù)的自動控制系統(tǒng)的基礎上，對需要的信息進行處理，并提供MES集成查詢、統(tǒng)計、報表和信息管理功能。另一個功能是將生產(chǎn)計劃和操作計劃從MES處理到TMES的指令，以及罐區(qū)的自動生產(chǎn)和操作，實現(xiàn)罐區(qū)的生產(chǎn)操作和安全監(jiān)控。4.1罐區(qū)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的基本功能TMES應配備專用的商業(yè)化軟件，以滿足油罐庫存管理、油品交付訂單管理、油品交付自動化、油品對賬等生產(chǎn)業(yè)務生產(chǎn)管理自動化的需要。TMES的基本功能如下：（1）罐區(qū)油品收發(fā)、輸送、計量、存量統(tǒng)計。（2）在全廠罐區(qū)統(tǒng)一綜合信息集成，顯示記錄、數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計報告。（3）罐區(qū)各管理部門的設備管理、庫存管理、產(chǎn)品交付、車輛裝載、列車裝載、績效考核等管理操作的管理與調度。（4）連接工廠管理網(wǎng)絡和過程控制網(wǎng)絡，進行雙向數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享。（5）支持實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫和工廠數(shù)據(jù)庫，并建立相關數(shù)據(jù)庫進行生產(chǎn)計劃和調度管理。4.2罐區(qū)自動控制系統(tǒng)及生產(chǎn)管理系統(tǒng)的結構完整的罐區(qū)自動控制系統(tǒng)及TMES由四個層次構成：現(xiàn)場儀表、罐區(qū)自動控制系統(tǒng)、TMES和工廠信息管理系統(tǒng)，由此構成了完整的儲運自動化及管理系統(tǒng)。各層次的基本功能為：（1）罐區(qū)現(xiàn)場儀表。生產(chǎn)現(xiàn)場安裝的各種檢測儀表和監(jiān)控設備。（2）罐區(qū)自動控制系統(tǒng)。采用DCS，PLC，SCADA實現(xiàn)罐區(qū)生產(chǎn)運行的過程控制、信號檢測、安全聯(lián)鎖、數(shù)據(jù)處理、人機接口、數(shù)據(jù)服務和安全監(jiān)控等功能。（3）TMES。建立在罐區(qū)自動控制系統(tǒng)平臺上，在相應的服務器上運行專用管理功能的軟件。（4）罐區(qū)生產(chǎn)計劃及調度。下達生產(chǎn)調度和管理指令，具備物料平衡、查詢、統(tǒng)計、報表等綜合管理功能。（5）工廠信息管理系統(tǒng)。即企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（ERP），是企業(yè)或工廠計劃、調度、管理的最高層。5結束語TMES是MES的一部分，自動控制系統(tǒng)的集成和利用過程控制和測試數(shù)據(jù)，處理成所需的TMES信息和植物信息管理系統(tǒng)，提供全面的信息管理功能，以及生產(chǎn)計劃信息管理系統(tǒng)和操作計劃行方案處理成TMES和罐區(qū)生產(chǎn)，實現(xiàn)罐區(qū)的生產(chǎn)運行。參考文獻：張華莎.石油化工油品儲罐計量與測量儀表設計方案[J].石油化工自動化，2015（05）龍騰張明坤.石油化