使用CS3000系统实现罐区报警功能开发

王志芳，谢文奋

（中国石油独山子石化公司 信息网络公司，新疆维吾尔自治区 独山子 833699）

0 引言

随着石油化工装置不断大型化、复杂化发展，原油及成品油储罐的容积也不断扩大，为保证原油稳定供应及受成品油市场销售的影响，炼化企业必须建立大型储油罐来保证国家战略储备和稳定市场的要求。

原油储罐输送油品过程中，油品与管道或储罐内壁相互摩擦和碰撞，往往会使得管道或者储罐内壁失去电子而带有正电荷，同时原油油品会得到电子带有负电荷，两者再一接触就容易发生静电产生火花，对生产造成极为不利的影响[1]。同时，原油储罐在静止状态时（非进发油），由于直径过大液位变化缓慢，如果现场阀门关闭不严或出现泄漏，短时间内难以发现，对安全生产造成的隐患难以估量。本文针对某炼油厂实际生产状况，研究油品传输、存储所产生的液位变化的实际情况，并结合CS3000 系统进行储罐液位报警的监测模型设计，最终完成相关液位监控功能。

1 现场实际状况

某炼油厂南、北罐区各类油品储罐107 个，其中直径最大的原油储罐710#罐内直径为60m，储罐截面积为2859.584m2，进出储罐阀门尺寸为DN400，储罐液位控制范围为3100m ～17300mm。因当前生产需要，储罐进、发油调节频繁，工艺人员需要根据经验进行进、发油操作，合理控制进发油流速防止产生静电。因人员素质等各种原因，对操作条件存在不同的判断，需要借助外力进行操作条件的量化判定。

同时，当储罐处于静止状态时，由于储罐直径较大，液位变化缓慢。当储罐液位变化100mm 时，原油泄漏体积为285.560m3，原油密度按照800kg/m3计算，此时原油泄漏量已达206t。原油泄漏不仅造成巨大的经济损失，且对安全生产带来极大威胁，因此需要针对静态储罐制定相应的监控手段[2]，及时发现和提醒相关泄漏问题。

针对上述问题，结合储罐当前已有的液位测量仪表和阀门设备，利用横河CS3000 系统进行相关功能开发，为工艺操作提供经验借鉴，并实现储罐运行监控功能。

2 使用横河CS3000系统实现储罐报警功能

2.1 储罐进发油流速测算监控

油品在输送过程、进罐过程中与管道及储罐的碰撞、沉降、喷射、冲击和溅泼等均会产生静电，油品的流动速度决定了碰撞的严重程度，管道中油品流速越大[3]，与管道的摩擦越严重，所产生静电量越大。因此，需要合理控制油品的流速来防止静电的产生。

在当前储罐生产中，使用横河CS3000 系统进行储罐进发油速度的模型测算[4]，以此为工艺进发油操作提供参考依据。以710#储罐和711#储罐为例，储罐直径为60m，进、发油阀门尺寸为DN400，则每小时的流速测算公式如下：

据此设计流速监控程序如下：

图1 储罐进油流速上位监控画面Fig.1 The upper monitoring screen of the oil flow rate of the storage tank

储罐进、发油流速可根据要求设置不同的报警值，上位操作画面如图1 所示，工艺人员根据所测算的发油速度调整相应阀位和压力，避免油品流速过快造成静电危害。

2.2 静态储罐液位监控功能

根据当前生产工况，计划使用横河CS3000 系统中的CALCU 计算块进行储罐静态液位监测模型开发。当该储罐停止进、发油为静止状态时，按下报警监控开关，开启进行液位偏差报警监视功能[5]。具体偏差数值根据储罐罐容进行设置，如710#储罐设置液位偏差报警值为100mm，如偏差超过该限值则表明储罐出现泄漏或进出阀门关闭不严，自动提醒工艺静止储罐液位异常状态，需尽快处理。CALCU 计算块流速编写程序如下：

图2 静态液位储罐监控上位画面Fig.2 The upper screen of static liquid level tank monitoring

静态液位监控上位画面如图2 所示。当储罐处于静止状态时将报警开关置于1，即可进行液位变化的自动监控功能。

3 结论

根据当前储罐生产特点，介绍了使用横河CS3000 系统设计储罐液位监控和流速测算的相关监控方案。在当前生产条件和设备不满足的情况下，为储罐提供了监视功能和参考依据，消除了生产运行中的隐患，在实际生产中发挥了极为重要的作用。