储罐上部空间在线监测系统的研究

马克（唐山中润煤化工有限公司，河北 唐山 063000）

在煤化工工艺流程中，介质多为易燃易爆有毒有害物质，因此在各种介质的存储过程中必须严格控制，严禁防止泄露及人员中毒事件的发生，否则将造成严重后果。唐山中润煤化工有限公司精苯库区为一级重大危险源，为了对储罐的使用情况进行动态掌握，及早发现浮盘泄漏等原因造成的罐体上部空间可燃气体超标形成重大危害，增加在线监测措施，可摆脱依赖人工手动定期检测的不确定性，能够在最短时间内发现储罐异常，进而消除安全隐患。本文旨根据存储介质危险因素和安全设计方面进行分析研究。

1 系统基本原理及组成

1.1 系统的基本原理

在罐上部罐壁一到两个通风口放入取样导管，共6个大罐，每罐取3个取样点，10个小罐，每罐取1个取样点，共计28个取样点，将罐内气体通过气泵抽出送入检测仪表，采样结果送现场分析小屋的总烃分析仪，进行处理显示报警，并远传至DCS显示报警。

本系统中采用的多路巡检方式，通过电磁阀控制流路，确定那路进行分析，考虑到是多路而且取样管路长，采用一路分析，另一路预抽，达到快速循环检测。

1.2 系统的基本组成

在线监测系统主要由取样环节、分析环节和显示环节三部分组成，如图1所示。

取样环节主要由储罐、电磁阀、过滤器、抽气泵组成。通过在罐上部罐壁一到两个通风口放入取样导管，共6个大罐，每罐取3 个取样点，10 个小罐，每罐取1 个取样点，共计28 个取样点，取样及过程管路（材质304以上，管路Φ10以上）成套管路，并将罐内气体通过气泵抽出送入检测仪表分析。

分析环节主要由总烃分析仪，样气预处理系统及相应的标气、助燃气、燃烧气等调试运行辅件组成。分析环节通过取样环节送来的样气，通入样气预处理系统，在经过膜式过滤器送至总烃分析仪，经总烃分析仪燃烧分析，并把分析结果传到显示环节。

显示环节主要通过总烃分析仪输出4-20ma 信号传给DCS控制系统，通过上位机显示报警状态。通过分析环节输出过来的分析信号，送到控制室经安全栅传给DCS 系统，经处理把结果显示在上位机界面。能够实时监测各储罐内可燃气体浓度，以便提早控制危险。

2 控制柜吹扫方式及防爆措施

本方案中总碳氢分析仪属于非防爆产品，本方案系统中采取全处理箱正压吹扫方式进行措施防爆。正压吹扫控制柜具有吹扫欠压（吹扫气不足或停气）保护、过温（柜内温度超过设定安全值）保护、氢浓度报警保护功能。

图1 系统基本原理图

正压吹扫控制柜由2mm不锈钢板经折边、拼焊而成的气密性外壳。由于它能保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性气体环境的压力，从而能有效的阻止外部的爆炸性气体混合物进入外壳内部。柜内的压力由精密减压阀、节流阀以及进气和排气电磁阀联动控制控制，使柜内的压力稳定在60Pa-190Pa之间。当柜内正压值小于60Pa 时发出报警并自动断电。正压吹扫控制柜分为仪表箱部分和电气控制箱部分。

仪表箱部分主要安装总碳氢分析仪。主要是对抽取的气体进行燃烧分析，进而输出分析信号。

电气控制箱部分由正压气路系统、温度报警系统、隔爆型电气箱等几部分组成。

正压气路系统可使现场的压缩空气或其它不燃性气体经过滤、减压变成纯净的微压气体进入正压吹扫控制柜内，经过三十分钟吹扫，清除掉柜内爆炸性气体，并继续保持正压，使正压吹扫控制柜内部成为安全场所。

温度控制系统检测到正压吹扫仪表箱中的温度高于50℃时（可设置为其他安全温度）、氢气浓度超过1%（可设置为其他安全浓度）断开仪表电源，确保正压吹扫仪表箱内安全。

隔爆型电气箱负责给正压吹扫控制柜和分析仪表输送电源。当正压吹扫控制柜经过三十分钟吹扫，向正压吹扫控制柜供电，当吹扫气断气时，仪表电源自动断开，确保系统安全。

3 样气处理系统及其性能指标

样气处理系统包括取样探头、截止阀、抽气泵和过滤器、切换阀、膜式过滤器。由于样气压力为微正压，需要抽气泵进行抽取，稳压后保证进入分析器的压力符合要求。精细过滤器可以滤去1μm 以上颗粒，以保证仪器长期安全运行。样气系统需根据提供的参数进行选型，以保证选型的正确型和完整性，在正确安装和运行条件下，系统的性能、运行要求、技术特性需满足。

4 结语

目前的检测系统一般都是在储罐安装传感装置，从安全角度考虑，有电源引入危险场所的安全隐患，从维护角度考虑，又有仪表维护的不方便性，一般传感器探头的正常使用年限为一年，且价格昂贵，本文所采用的在线检测系统具有很好的安全性及维护便捷性，能够实时在线检测储罐气体浓度及含量情况，并实时的在控制柜上及远传至中控室显示在线分析情况，具有安全性能高、实时显示、便于维护等特点.

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