石油化工庫集成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

薛崇盛(天津市燃料油公司，天津 300270)

石油化工庫集成監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

薛崇盛(天津市燃料油公司，天津 300270)

隨著國家對油品、化工品的需求增加，國內(nèi)新建多處油品、化工品煉制企業(yè)。產(chǎn)量的不斷增大，國內(nèi)出現(xiàn)很多商業(yè)油庫，用于存儲(chǔ)油品及化工品，滿足供銷的需求。其中一些油庫設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，很難保證庫區(qū)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對目前石油化工庫現(xiàn)狀，根據(jù)庫區(qū)設(shè)備及工藝情況，利用監(jiān)控技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套石油化工庫集成監(jiān)控系統(tǒng)，對新建及改造油庫的設(shè)備、工藝、監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工提供重要參考。

石油化工；工藝；集成監(jiān)控系統(tǒng)

石油資源是國家生存和發(fā)展不可或缺的資源，對保障國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國防安全有著重要作用。石油化工倉儲(chǔ)庫在整個(gè)油品供銷系統(tǒng)中處于重要的環(huán)節(jié)。因此提高油庫安全水平和生產(chǎn)效率對于保證油品及化工品的供應(yīng)具有重要意義。伴隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在油庫的應(yīng)用越來越廣泛，建立和完善自動(dòng)化系統(tǒng)，有助于倉儲(chǔ)庫管理和運(yùn)行。

1 石油化工庫監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

國內(nèi)存在早期建成的油庫，由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)思想陳舊、裝備落后，自動(dòng)化水平不高，不管是在設(shè)備工藝方面，還是在監(jiān)控系統(tǒng)方面都不能適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)對石油產(chǎn)品的存儲(chǔ)要求。沿海地區(qū)新建大批油庫項(xiàng)目，雖然設(shè)計(jì)和施工技術(shù)水平所有提高，但是由于種種原因，油庫的監(jiān)控系統(tǒng)功能單一。

2 石油化工庫集成監(jiān)控系統(tǒng)組成

本文以某石油化工庫為設(shè)計(jì)對象，存儲(chǔ)品種為汽柴油、化工品等。庫區(qū)的運(yùn)輸方式有鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、管輸。實(shí)現(xiàn)罐存計(jì)量、鐵路及公路定量發(fā)油、油氣回收設(shè)備、轉(zhuǎn)輸泵、安防等監(jiān)控集成。根據(jù)設(shè)計(jì)庫配置及運(yùn)輸方式，集成監(jiān)控系統(tǒng)的組成如圖1：

圖1 集成監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

罐存自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)是根據(jù)庫區(qū)的成品油儲(chǔ)罐、化工品儲(chǔ)罐、掃倉罐配置的雷達(dá)液位計(jì)、溫度變送器和儲(chǔ)罐罐容表進(jìn)行計(jì)量，在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示產(chǎn)品的容積和質(zhì)量。鐵路公路發(fā)油系統(tǒng)是利用發(fā)油工藝、流量計(jì)、微機(jī)發(fā)油控制器、電液閥、靜電溢油報(bào)警器等設(shè)備，對鐵路公路發(fā)油進(jìn)行監(jiān)控，中控室不僅能查看各個(gè)設(shè)備狀態(tài)，還能夠?qū)崿F(xiàn)定量發(fā)油過程中的設(shè)備控制。安全防范系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控、可燃?xì)怏w檢測、火災(zāi)報(bào)警、周界防范等，在中控室配置安防操作站，對安全防范進(jìn)行全面監(jiān)控，保證庫區(qū)安全。消防監(jiān)控系統(tǒng)主要是對庫區(qū)消防設(shè)備及設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控，如消防水罐、消防泵、電動(dòng)閥門，根據(jù)消防操作站對消防設(shè)備進(jìn)行監(jiān)制，如有緊急情況，可在消防操作站進(jìn)行啟泵開閥，運(yùn)行消防系統(tǒng)。油氣回收監(jiān)測系統(tǒng)是對現(xiàn)場殼裝油氣回收裝置進(jìn)行監(jiān)測，獲得油氣回收設(shè)備的工作電流、電壓、壓力、溫度及回收量，對設(shè)備狀態(tài)及時(shí)做出判斷提供重要依據(jù)，同時(shí)也能夠適時(shí)地對回收產(chǎn)品進(jìn)行處理。

3 石油化工庫集成監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是利用硬件設(shè)備和軟件實(shí)現(xiàn)，在DCS系統(tǒng)平臺(tái)上通過工業(yè)網(wǎng)和光纖進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，在中控室實(shí)現(xiàn)集成監(jiān)控系統(tǒng)。

3.1 硬件配置

硬件配置包括機(jī)現(xiàn)場設(shè)備配置、中控室硬件配置、柜間硬件配置。各硬件通過工業(yè)網(wǎng)和光纖相連接實(shí)現(xiàn)通訊。

現(xiàn)場設(shè)備是根據(jù)監(jiān)控功能所配置的，主要包括儲(chǔ)罐罐頂?shù)睦走_(dá)液位計(jì)、音叉液位開關(guān)；汽油和化工品設(shè)備周邊配置可燃?xì)怏w報(bào)警器；在公路鐵路發(fā)油島上配置流量計(jì)、靜電和溢油報(bào)警器；庫區(qū)轉(zhuǎn)輸泵、消防泵配置電流遠(yuǎn)傳模塊、壓力遠(yuǎn)傳模塊；油氣回收設(shè)施中的管線和設(shè)備上配置遠(yuǎn)傳壓力表、液位計(jì)、溫度計(jì)等；還有現(xiàn)場視頻數(shù)字?jǐn)z像頭、周界網(wǎng)等安全設(shè)備。

中控室硬件配置主要有監(jiān)控計(jì)算機(jī)及工業(yè)視頻監(jiān)控屏幕的，每個(gè)計(jì)算機(jī)為一個(gè)操作站，有罐存計(jì)量操作站、工藝及設(shè)備監(jiān)控站、安防監(jiān)控站、消防監(jiān)控站。每個(gè)操作站與控制機(jī)柜通訊，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備實(shí)施監(jiān)控。

機(jī)柜間硬件配置方面主要包括機(jī)柜及機(jī)柜內(nèi)相關(guān)硬件。本系統(tǒng)采用西門子PLC，使用部分冗余方案，對CPU等硬件進(jìn)行冗余配置。工藝及設(shè)備監(jiān)控機(jī)柜2臺(tái)，安防機(jī)柜1臺(tái)，消防監(jiān)控機(jī)柜1臺(tái)，分別與現(xiàn)場和相應(yīng)的操作站相連。每個(gè)機(jī)柜根據(jù)相應(yīng)子系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)配置相匹配的I∕O模塊。

3.2 軟件配置

軟件有人機(jī)界面軟件、編程調(diào)試軟件、數(shù)據(jù)庫軟件。人機(jī)界面軟件采用WinCC作為人機(jī)界面平臺(tái)，確保西門子系列PLC高效連接與通訊。編程軟件采用STEP7，有效與機(jī)柜硬件相通訊。數(shù)據(jù)庫軟件采用SQL Server 2008，用于存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

本文針對當(dāng)前石油化工庫運(yùn)行現(xiàn)狀，利用監(jiān)控技術(shù)，配置各類軟硬件，設(shè)計(jì)了一套庫區(qū)集成監(jiān)控系統(tǒng)，不管是油品及化工品動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)輸還是靜態(tài)保管，均對庫區(qū)全面進(jìn)行監(jiān)控，保證庫區(qū)的安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行，為新建油庫及油庫改造提供參考。今后，還應(yīng)多角度探索和優(yōu)化石油化工庫的設(shè)備、工藝等，打造先進(jìn)的現(xiàn)代化石油化工品倉儲(chǔ)庫。

[1]張之棟.油庫自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].上海：華東理工大學(xué)。2014:19～25.

[2]劉建軍.淺談石油、化工油庫的消防設(shè)計(jì)[J].2000,31(1): 48～49.

[3]楊國彬.油庫定量發(fā)油系統(tǒng)智能控制的應(yīng)用研究[D].青島：中國石油大學(xué)(華東)。2011:5～10.

[4]余國燕.試論化工儲(chǔ)罐自動(dòng)化改造技術(shù)實(shí)踐[J].2016,(6): 22～23.