幸勇軍

(中國石化銷售有限公司湖北石油分公司，湖北武漢 430030)

油庫自動化改造中液位儀深化應(yīng)用研究

幸勇軍

(中國石化銷售有限公司湖北石油分公司，湖北武漢430030)

分析了當(dāng)前油庫在自動化建設(shè)中普遍存在的液位儀安裝不規(guī)范和深化應(yīng)用目標(biāo)不明確，導(dǎo)致自動計量數(shù)據(jù)未有效綜合利用、油庫信息化運(yùn)行效率不高的問題，提出在油庫自動化改造中做好液位儀正確安裝，達(dá)到取代人工計量的技術(shù)解決方案，以促進(jìn)油庫自動化、信息化應(yīng)用技術(shù)水平和投資效率的提升，實現(xiàn)油庫運(yùn)行本質(zhì)安全。

油庫 液位儀 信息化 應(yīng)用

成品油銷售系統(tǒng)油庫自動化、信息化建設(shè)要涉及液位儀計量系統(tǒng)、收發(fā)油工藝系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、周界報警系統(tǒng)、可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)、“一卡通”發(fā)油系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等模塊的集成。而液位儀的深化應(yīng)用是通過SCADA系統(tǒng)來實現(xiàn)油庫生產(chǎn)和安全管理的網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、智能化和信息化功能的關(guān)鍵，也是油庫生產(chǎn)調(diào)度管理平臺(以下簡稱MES)和企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)(以下簡稱ERP)提供數(shù)據(jù)支持的重要來源，是建設(shè)“智能化本質(zhì)安全油庫”的核心工作。

1 問題的提出

當(dāng)液位儀安裝不規(guī)范及自動計量應(yīng)用深度不夠時，將直接影響到油庫自動化建設(shè)的成效，成為信息系統(tǒng)建設(shè)的瓶頸。由于許多已安裝使用的液位儀其計量數(shù)據(jù)與人工計量數(shù)據(jù)在比對時出現(xiàn)較大誤差，導(dǎo)致液位儀數(shù)據(jù)不能直接采用，許多有液位儀的油庫至今還不能代替手工計量，各種進(jìn)、銷、存帳表仍依靠人工生成，數(shù)據(jù)及時性、準(zhǔn)確性、完整性、一致性無法保證，庫級信息化管理水平始終難以提高，庫存數(shù)據(jù)也不能遠(yuǎn)程在線動態(tài)監(jiān)控，未能發(fā)揮出自動計量交接和計量管理的作用。液位儀損溢管理功能、流程管理功能、設(shè)備檢漏功能、安全聯(lián)鎖功能得不到有效發(fā)揮，在油品轉(zhuǎn)移、高低液位預(yù)警、庫存監(jiān)管上未能充分發(fā)揮出液位儀在線監(jiān)控作用，上級公司不具備科學(xué)考核的信息化手段。因此，找準(zhǔn)原因，對癥治理，徹底解決液位儀不能替代人工以及影響智能化油庫建設(shè)發(fā)展的瓶頸問題，已是當(dāng)務(wù)之急。

2 影響罐區(qū)液位計量準(zhǔn)確度的主要原因

液位儀數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度受以下因素影響：液位儀本身測量精度；平均溫度計測量精度；液位儀的安裝；液位儀的標(biāo)定和日常維護(hù)；硬件算量。

2.1 罐體變形的影響

液位儀導(dǎo)向管安裝時須考慮罐體變形帶來的誤差因素影響。

a)靜水壓造成罐體變形，會導(dǎo)致傳統(tǒng)安裝方式的液位儀基準(zhǔn)的位移。當(dāng)油品重量作用于罐壁和罐底時，罐壁沿徑向發(fā)生凸出變形；同時罐底垂直方向向下變形 ，因罐底一般設(shè)計為上錐形的彈性罐底，在靜水壓作用下罐底向下有不同程度的變形量；同時罐頂也存在向下位移。以上因素導(dǎo)致液位儀的安裝基準(zhǔn)將可能位移，甚至位移超過10 mm。

b)罐體金屬熱膨脹造成液位儀測量基準(zhǔn)的位移。日夜溫差導(dǎo)致罐壁軸向變形；20 ℃ 的溫差可導(dǎo)致罐壁軸向變形超過6 mm。

2.2 液位儀安裝的影響

對比國際通行標(biāo)準(zhǔn)做法和中國石化油品銷售事業(yè)部2013年下發(fā)的《油品銷售企業(yè)油罐自動計量應(yīng)用指導(dǎo)規(guī)范》要求，許多油庫的液位儀安裝普遍不符合規(guī)范。

a)導(dǎo)向管焊接在油罐底板上。當(dāng)罐底變形時會導(dǎo)致液位儀的測量基準(zhǔn)發(fā)生變化，同時導(dǎo)向管隨著底板的變化也會出現(xiàn)上下位移。

b)液位儀與手工檢尺不是同一個測量基準(zhǔn)板。手工檢尺無法準(zhǔn)確核對液位儀測量精度，目前許多油罐的手工檢尺點普遍與液位儀距離較遠(yuǎn)，檢測到的環(huán)境溫度差異也較大。

c)部分導(dǎo)向管安裝的垂直度不滿足液位儀浮子上下自由活動的要求，影響測量的準(zhǔn)確性。

d)導(dǎo)向管未開孔，導(dǎo)向管內(nèi)外介質(zhì)有差異。

由于上述原因會導(dǎo)致液位儀安裝后無法真正實現(xiàn)儲罐的自動計量，因此需要按規(guī)范進(jìn)行改造。

3 解決方案

3.1 采用美國石油學(xué)會(API)推薦的安裝辦法

液位儀要安裝直徑為200 mm的導(dǎo)向管，并使得液位儀獲得穩(wěn)定的測量基準(zhǔn)；不得將導(dǎo)向管在罐頂焊死做剛性固定；導(dǎo)向管底部距罐底不超過30 cm；導(dǎo)向管必須兩側(cè)都開孔，建議孔徑為 25～50 mm ，孔間距離不超過300 mm ；導(dǎo)向管固定在罐壁下部(第一層圈板側(cè)壁上)，見圖1，導(dǎo)向管安裝必須牢固盡量避免上下位移； 液位儀和手工計量共用一個水平基準(zhǔn)板。

圖1 導(dǎo)向管安裝示意

3.2 導(dǎo)向管安裝技術(shù)要求

a)導(dǎo)向管必須垂直，整個導(dǎo)向管在罐底的投影必須是與管徑一致且不變形的正圓。

b)導(dǎo)向管內(nèi)部及開孔必須光滑無毛刺，焊縫必須清除干凈。

c)導(dǎo)向管與罐頂連接處使用波紋管做柔性連接(見圖2)，可消除油罐因靜壓力和溫度變化產(chǎn)出的變形，從而消除總高變化帶來的液位測量不準(zhǔn)確問題。

圖2 導(dǎo)向管剖面示意

d)人工計量投尺點盡可能接近液位儀，使用同一個可調(diào)節(jié)水平面的不固定在罐底板上基準(zhǔn)板。

3.3 壓力變送器的安裝要求

壓力變送器應(yīng)安裝在水位之上，盡可能靠近罐底，可避免罐壁變形可能帶來的位移；要安裝在量油口/采樣口的附近，并盡可能靠近液位儀，以獲得與液位儀一致的穩(wěn)定基準(zhǔn)；盡量避開安裝在油罐的南北兩極。

3.4 儲罐測量方案

采用自動化液位儀、多點平均溫度儀、壓力變送器(或壓差變速器)和混合處理器(罐前處理器)等部分構(gòu)成的混合計量方案，代替手工計量。

以液位儀數(shù)據(jù)作為油庫管理報表和“四核對”比對數(shù)據(jù)，人工檢尺數(shù)據(jù)作為復(fù)核數(shù)據(jù)。在滿足條件的油庫，應(yīng)配備具有計量認(rèn)證的便攜式儲罐電子檢尺設(shè)備，作為產(chǎn)生計量糾紛時的仲裁工具，同時為“大班制”“一人多崗”管理創(chuàng)造條件。

4 液位儀的應(yīng)用

a)實現(xiàn)油罐液位儀液位聯(lián)鎖功能，如管理流程的聯(lián)鎖，控制系統(tǒng)操作的聯(lián)鎖，高低液位的安全連鎖等。每個儲罐均要安裝高、低液位報警系統(tǒng)。高液位報警信號須實現(xiàn)與輸油泵電源、閥門的連鎖聯(lián)動、控制室聲光報警、駁船碼頭聲光報警等功能；低液位報警信號須實現(xiàn)控制室聲光報警和與閥門的控制連鎖。

b)利用SCADA系統(tǒng)報警管理和安全聯(lián)動功能。通過液位儀在線監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)滿足設(shè)定的任一條件(切換高度、時間、收油重量、報警高度)時自動切換到下一收油罐，并自動關(guān)閉產(chǎn)生報警的油罐進(jìn)出閥門，同時給出聲光報警指示，可自動防止溢油、浮盤落架等風(fēng)險。為優(yōu)化投資，建議將經(jīng)常操作的關(guān)鍵閥門安裝電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，普通工藝閥門安裝閥門定位器。閥門定位器和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號接入SCADA系統(tǒng)，系統(tǒng)自動對閥門操作狀態(tài)進(jìn)行核對，對誤操作進(jìn)行報警。此辦法即節(jié)省投資也可解決錯開閥門和現(xiàn)場雙復(fù)核不到位易出現(xiàn)混油、溢油的風(fēng)險，實現(xiàn)油品移動中的在線監(jiān)控，提高本質(zhì)安全度。

c)利用計量數(shù)據(jù)在線自動比對，實現(xiàn)管理和控制的聯(lián)鎖?？蓪崿F(xiàn)自動計量與收油(槽車、管道、油船)數(shù)據(jù)、發(fā)油系統(tǒng)數(shù)據(jù)、流量計數(shù)據(jù)進(jìn)行在線比對 ，當(dāng)發(fā)現(xiàn)比對數(shù)據(jù)異常時可自動停止油泵工作。

5 應(yīng)用效果

a)替代手工。日常罐存計量完全通過液位儀、密度測量儀表的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計量，替代人工液位檢尺、測溫、測密的手工操作，降低勞動強(qiáng)度，提高安全性。

b)賬表電子化?？勺詣由蛇M(jìn)、銷、存計量保管賬，提高管理效率。做到報表機(jī)器化，臺賬電子化，實現(xiàn)自動分析和對損溢的自動預(yù)警。

c)計量自動比對。罐存計量系統(tǒng)能對每批次管輸進(jìn)油、公路出庫計量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動對比，數(shù)據(jù)差異較大時自動報警提示并停泵。

d)作業(yè)受控，減少差錯。操作人員在系統(tǒng)中選擇作業(yè)類型、油品、數(shù)量三個基本參數(shù)，系統(tǒng)應(yīng)自動優(yōu)化出作業(yè)流程路線，不與其它作業(yè)沖突。油庫的“四核對”可以從每天一次的事后檢查變成實時動態(tài)進(jìn)行，對諸如不正常損溢、流量表誤差等，可以更及時準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)，數(shù)量管理從對結(jié)果的監(jiān)管變成對過程的動態(tài)監(jiān)管。

ResearchonLevelGaugeApplicationintheAutomaticTransformationofOilDepot

Xing Yongjun

(SINOPEC Sales Co., Ltd. Hubei Petroleum Branch, Hubei, Wuhan, 430030)

This paper analyzes the current issues generally exists in oil depot automatic transformation like level gauge installation is not standardized and deepen the application target is not clear, leading to automatic measurement data without the effective comprehensive utilization of oil depot information and low operating efficiency, put forward in the transform of the oil depot automation well liquid level meter installed correctly, to replace the artificial metering technology solutions, so as to promote oil depot automation application technology, informationization level and to promote the efficiency of investment, implement terminal intrinsically safe operation.

oil depot; level gauge; informationization; application

2016-08-17

幸勇軍，工程師，1981年畢業(yè)于湖北省電子工業(yè)學(xué)校，1998年獲得中南財經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)碩士學(xué)位?，F(xiàn)就職于中國石化銷售有限公司湖北石油分公司，從事油庫管理、安全管理工作。