輕烴交接監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在煉油廠的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

于國(guó)軍,李明,劉靜

(中國(guó)石油大慶石化分公司 煉油廠, 黑龍江 大慶 163711)

輕烴交接監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在煉油廠的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

于國(guó)軍,李明,劉靜

(中國(guó)石油大慶石化分公司 煉油廠, 黑龍江 大慶 163711)

輕烴交接計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種智能全補(bǔ)償流量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，基于iAutoLink物聯(lián)網(wǎng)智能終端而研發(fā)，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能于一身，主要用于為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、MES、ERP系統(tǒng)等上層平臺(tái)提供前端數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)安全隔離、標(biāo)準(zhǔn)通信接口等服務(wù)。在輕烴計(jì)量出現(xiàn)異常情況下能夠及時(shí)進(jìn)行跟蹤，對(duì)煉油廠輕烴結(jié)算監(jiān)測(cè)起著重要作用。

質(zhì)量流量計(jì) 智能終端 輕烴 通信

某煉油廠原油加工能力6.5 Mt/a,輕烴產(chǎn)量0.7 Mt/a。輕烴是石油化工企業(yè)的主要產(chǎn)品，也是主要原料，包括丙烷、丙烯、液化石油氣等高附加值產(chǎn)品，在常溫、常壓下為氣態(tài)，但在實(shí)際輸送中要求介質(zhì)為液相，因而對(duì)流量計(jì)的正常測(cè)量影響較大。由于貿(mào)易交接的A級(jí)計(jì)量?jī)x表位置不同，分布范圍廣且相距較遠(yuǎn)，且輕烴密度低，受溫度、壓力等因素影響較大，在遠(yuǎn)距離輸送中，雙方計(jì)量結(jié)果存在誤差時(shí)有發(fā)生，給質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控及數(shù)據(jù)的抄錄帶來(lái)不便。因此，需要在線實(shí)時(shí)讀取質(zhì)量流量計(jì)的過(guò)程參數(shù)數(shù)據(jù)，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)量設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，排除故障，確保輕烴出廠計(jì)量準(zhǔn)確。

1 輕烴外輸系統(tǒng)概況

1.1 系統(tǒng)概況

該廠氣體原料車(chē)間包括氣分罐區(qū)、液化石油氣罐區(qū)、烷基化罐區(qū)，負(fù)責(zé)液化石油氣、丙烯、丙烷等輕烴組分存儲(chǔ)和輸送，輕烴全部采用管輸計(jì)量方式出廠。交接計(jì)量?jī)x表主要分布在氣體原料車(chē)間的各個(gè)罐區(qū)，通過(guò)7條管線輸送，其中5條管線為對(duì)外結(jié)算計(jì)量，2條管線為煉油廠和化工一廠內(nèi)部核算分量計(jì)量，交接雙方在輸送管線的出入口處均安裝了計(jì)量?jī)x表，但往往雙方計(jì)量結(jié)果誤差較大。雖然現(xiàn)場(chǎng)流量測(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)以Modbus通信方式傳到各罐區(qū)控制室，記錄現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)如溫度、密度、瞬時(shí)流量、累積流量等，保證了現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室數(shù)據(jù)的一致性，但并不能解決輕烴傳輸過(guò)程中供需雙方因結(jié)算數(shù)據(jù)不一致而產(chǎn)生的矛盾。

1.2 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

1) 該廠原料車(chē)間氣的測(cè)量均采用質(zhì)量流量計(jì)，數(shù)據(jù)以Modbus通信方式傳到各罐區(qū)控制室，但數(shù)據(jù)采集接口卻不相同，計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)只能在各自的罐區(qū)顯示，無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享和網(wǎng)上發(fā)布。各罐區(qū)的數(shù)據(jù)采集不全，沒(méi)有歷史趨勢(shì)變化圖和報(bào)表，不利于計(jì)量數(shù)據(jù)誤差的分析。

a) 氣分罐區(qū)。現(xiàn)場(chǎng)流量?jī)x表配置各自的變送/累積二次表，顯示瞬時(shí)流量、累積流量、溫度、密度等值，無(wú)趨勢(shì)變化圖也無(wú)報(bào)表；上位機(jī)使用的是組態(tài)王軟件，與計(jì)量表無(wú)連接。

b) 液化石油氣罐區(qū)。Modbus轉(zhuǎn)OPC通信方式，上位機(jī)使用RSVIEW32軟件采集并顯示現(xiàn)場(chǎng)各流量表的數(shù)據(jù)，如溫度、密度、瞬時(shí)流量、累積流量等，個(gè)別數(shù)據(jù)有趨勢(shì)變化圖，但無(wú)報(bào)表。

c) 烷基化罐區(qū)。現(xiàn)場(chǎng)儀表選用RS-485接口，接頭使用DB9針插頭，與通信線進(jìn)行焊接，上位機(jī)使用紫金橋REAL軟件。該罐區(qū)只采集了瞬時(shí)流量和累積流量數(shù)據(jù)，瞬時(shí)流量有趨勢(shì)變化圖，但無(wú)報(bào)表。

2) 輕烴輸送過(guò)程中處于飽和蒸氣壓下容易引起氣化，造成計(jì)量失真，而現(xiàn)階段介質(zhì)壓力、密度及溫度沒(méi)有監(jiān)測(cè)手段，氣化期間不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及查詢；化工一廠與煉油廠之間的管線采用單獨(dú)間斷輸送，也存在互相竄料的情況，無(wú)法監(jiān)測(cè)；停送料時(shí)，雙方無(wú)法及時(shí)關(guān)閥，管線內(nèi)壓力高，存在泄壓，造成輕烴小流量輸送，且無(wú)法計(jì)量使誤差增大，該泄漏量低于儀表小流量切除點(diǎn)。

2 交接計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制

1) 該系統(tǒng)由監(jiān)控終端、通信網(wǎng)絡(luò)、主站管理系統(tǒng)三部分組成。主要功能是存儲(chǔ)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)；連接并向操作終端和子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存取服務(wù)；通過(guò)防火墻向數(shù)據(jù)采集監(jiān)控終端提供通信服務(wù)，向終端發(fā)送命令并接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器采集流量計(jì)相關(guān)參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、瞬時(shí)流量、體積流量等，采用iAutoLink物聯(lián)網(wǎng)智能終端作為計(jì)量?jī)x表統(tǒng)一接口，然后通過(guò)光纖與主站管理系統(tǒng)通信。新增計(jì)量數(shù)據(jù)網(wǎng)上發(fā)布功能，為上層應(yīng)用建立平臺(tái)。iAutoLink物聯(lián)網(wǎng)智能終端采用專用硬件，固態(tài)存儲(chǔ)，無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，具有運(yùn)行穩(wěn)定、功耗低、體積小等特點(diǎn)。iAutoLink物聯(lián)網(wǎng)智能終端使用串口、以太網(wǎng)等物理方式與自動(dòng)化設(shè)備建立連接，通過(guò)設(shè)備協(xié)議采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)把采集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以O(shè)PC等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)，打通上層應(yīng)用與底層設(shè)備的通信鏈路，網(wǎng)絡(luò)布置如圖1所示。

圖1 交接計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布置示意

2) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分別在液化石油氣罐區(qū)、氣分罐區(qū)和烷基化罐區(qū)分別安裝1塊iAutoLink卡，在各罐區(qū)之間敷設(shè)光纖，利用罐區(qū)的辦公網(wǎng)絡(luò)，將罐區(qū)的數(shù)據(jù)上傳至控制室。

3 交接計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

1) 可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)及流量控制。針對(duì)交接計(jì)量設(shè)備開(kāi)發(fā)通信驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)RS-485接口實(shí)時(shí)采集流量計(jì)的流量、壓力、溫度等運(yùn)行數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)距離且不失真地引入控制室上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，減少計(jì)量誤差，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量計(jì)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，抄表數(shù)據(jù)包括累計(jì)流量、瞬時(shí)流量等。

2) 可以實(shí)現(xiàn)歷史趨勢(shì)檢查。上位機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)儀表的壓力、溫度、密度、質(zhì)量流量、體積流量等參數(shù)，并形成歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)，方便相關(guān)用戶實(shí)時(shí)核對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)。

3) 可以實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表。增加了Web 發(fā)布功能，相關(guān)人員可以通過(guò)局域網(wǎng)瀏覽對(duì)應(yīng)的流程畫(huà)面、各種報(bào)表等計(jì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以按照多種條件進(jìn)行查詢，打印各種報(bào)表。

4) 檢查流量計(jì)狀態(tài)。能夠有效控制交接計(jì)量誤差，可以監(jiān)控及查詢物料“氣化”或“倒流”現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)物料遠(yuǎn)距離輸送過(guò)程中的安全運(yùn)行、管線泄漏和偷盜行為等起到監(jiān)督作用。能夠統(tǒng)計(jì)流量計(jì)正常流量數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量故障及所發(fā)生的異常事件并記錄現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)參數(shù)，供分析處理。

5) 上報(bào)異常報(bào)警信息。系統(tǒng)對(duì)各種異常信息支持報(bào)警功能，根據(jù)用戶的設(shè)置，可定時(shí)檢測(cè)和主動(dòng)上報(bào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

自2015年12月采用了交接計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以后，完善了進(jìn)廠輕烴交接計(jì)量監(jiān)測(cè)手段，確保了計(jì)量表的準(zhǔn)確計(jì)量，豐富了輕烴交接計(jì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理功能，并根據(jù)生產(chǎn)需要形成各種報(bào)表，方便用戶實(shí)時(shí)核對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)生產(chǎn)、計(jì)量統(tǒng)計(jì)、事件追溯提供了科學(xué)有效的依據(jù)；質(zhì)量流量計(jì)顯示數(shù)據(jù)的抄錄模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐赃h(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為主，很大程度上降低了工作量與工作強(qiáng)度，及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，滿足了流量計(jì)的實(shí)時(shí)讀取和遠(yuǎn)程傳輸?shù)囊蟆Ｍ瑫r(shí)，對(duì)關(guān)鍵的貿(mào)易交接數(shù)據(jù)匯總后建成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，從而提升管理水平。

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Development and Application of Monitoring System for Handover Light Hydrocarbon in the Refinery

Yu Guojun, Li Ming, Liu Jing

(PetroChina Daqing Petrochemical Oil Refinery, Daqing, 163711, China)

s： Light hydrocarbon metering monitoring system is a kind of intelligent compensation flow computer system. It is developed on the basis of iAutoLink IOT intelligent terminals. Data collection, storage, processing, transmission and other functions is integrated in the system. It is mainly used to provided front-end data acquisition, data security isolation and standard communication interface, etc for upper platform such as real-time database, MES, ERP system. Timely tracking light hydrocarbon metering abnormal cases plays an important role in monitoring in light hydrocarbon settling account.

mass flow-meter;intelligent terminal;light hydrocarbon; communication

于國(guó)軍(1980—)，男，黑龍江大慶人，2004年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)就職于中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶石化分公司煉油廠計(jì)量中心，從事計(jì)量管理工作。

TP274

B

1007-7324(2017)04-0040-02

稿件收到日期： 2017-02-09，修改稿收到日期： 2017-06-20。