_油品装置储罐增加氮封系统仪表技术攻关

□经验交流□仪器仪表用户

Doi:3969/j.issn.1671-1041.2014.02.026

油品装置储罐增加氮封系统仪表技术攻关

董广凤，李丹，班军

（天津津滨石化设备有限公司 ，天津 300270）

摘要：本文阐述了天津石化公司化工部油品装置中的罐区增加氮封系统的创新，同时利用霍尼韦尔公司EPKS分散控制系统实现了过程参数的集中采集、远程监视和实时控制。重点论述了系统的组成和控制方案，对更新改造的问题进行了分析和攻关。

关键词：EPKS分散控制系统;氮封阀; 控制器; 防浪涌保护器

中图分类号TP273+.5 文献标志码 B

Instrument technology research of adding nitrogen sealing for tank of oil

product device

DONG Guang-feng,LI Dan,BAN Jun

(Tianjin Jinbin Petrochemical Device Company Ltd.,Tianjin 300270,China)

Abstract: This thesis expound adding nitrogen sealing for 11 tank ,as well as the innovation in oil product device of Tianjin Petrochemical Industries Co .As the same time collection,remote monitoring and real-time control of parameters were achieved by the HoneyWell Company EPKS automatic control system. The focuses is the composition and control scheme of the system,as well as the analysis and research of problem about the process of renewal.

Keywords: EPKS automatic control system; nitrogen sealing vavle; controller; Anti surge protector

0引言

油品在储运过程中，不可避免的存在油品损耗，同时储罐呼出的油气对环境和人身的伤害依然严重。特别是对油品容易氧化，需要保证油品品质的储罐，以上措施效果不佳。采用氮气充填于固定顶油罐的油气空间谓之氮封。因氮气的密度小于油气而浮于油气之上故而形成氮封。

2013年6月化工部对11台油品储罐进行仪表技术改造，将氮气密封技术应用在储罐上。本次改造为“中石化股份天津分公司化工部油品装置11台储罐增加氮封系统项目，将未实现氮封的油品储罐完成氮封改造。

该工程包括现场仪表更新更换施工及南北罐区控制系统扩容改造组态调试。将现场6台光纤液位计以及相关光缆和控制室内相关的二次表盘柜进行拆除，现场更新为雷达液位计。新增11台压力变送器于储罐顶部，安装于防护箱内，变送器的远传显示表头安装于罐下利于观测的合适位置。11台储罐各增加氮封阀一台，根据罐内压力变化控制氮封阀门的开度。所有现场仪表信号送入油品控制室内现有DCS控制系统，由于现有DCS系统容量已满，需要扩容。北罐区控制室内新增EPKS C300机柜（C300系统）及操作站1套，替代原北罐区二次表机柜，并且在油品控制室内新增一对交换机，通过光缆实现与北罐区新增C300控制系统的连接。南罐区在原有C200控制系统的基础上新增一块AI 卡即可，站台可利用现有备用点。

1工艺流程简介

氮气密封技术就是用氮气补充罐内气体空间。由于氮气比油气轻，所以氮气浮在油气上面。当油罐进行大、小呼吸排气时，呼出罐外的是氮气而不是油蒸气。当罐内压力降低时，氮气则自动补充进罐，减少油品的蒸发损耗，

避免油品接触氧化。如图1所示。

图1氮封系统工艺流程图

注：P1为阀前普通压力表，指示氮气管线的压力

P2为阀后微压表，指示罐内压力

2仪表控制方案

氮封阀属自立式调节阀，这样就做到既隔绝空气，又

保证储罐不变形的目的。如图2所示。

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图2 氮封阀现场安装图

此次罐区氮封系统改造主要是为了消除安全隐患。其中最重要的就是增加了罐顶压力远传到DCS上及就地显示。这样设计不仅在巡检过程中随时观察氮封投用的情况，同时可以在控制室监测氮封情况，并了解历史趋势及氮封投用记录等情况。

这样设计的目的主要出于安全及环保角度考虑。通过实时监测压力，有效降低空气进入油罐内和油气排出油罐外的可能性。同时，在氮封阀损坏、定时检修时，通过实时监测油罐压力变化，有效防止环境污染和火灾爆炸事故的发生。

将原有光纤液位计改为德国SIEMENS公司的LR250非接触式雷达液位计，精度等级可达到±3mm，实现更高精度的计量要求。

控制系统方面将罐区北罐原有二次仪表改造为Honeywell EPKS分散控制系统，利用人机界面和控制运算功能以及数据通讯技术，将各油罐状态及氮封投用情况在控制室里进行连续监测、控制、操作和处理。

项目目标是将新增仪表最终接入现有化工部油品DCS 系统，南罐区和站台可以利用原系统进行扩容，从而节约投资。新改造的北罐区控制系统采用霍尼韦尔公司EPKS C300控制器对现场仪表进行状态监控，如图3所示的新增C300控制器。

实现仪表参数进行自动控制和自动调节，同时完成硬件、软件及与油品控制室原DCS系统的通讯组态调试。如

图4所示。

图3

控制器

图4 北罐区流程图画面

在网络搭建及组态调试过程中遇到的问题及解决方案：1）北罐新增控制系统与油品DCS网络搭建。在原有控制系统的基础上，应用原有光纤，实现EPKS C300与原有

DCS系统的网络搭建，如图5所示。

图5 北罐控制系统与中控室控制系统网络图

其中，两个控制室之间的交换机通过光纤和光电转换器连接。首先，对光纤进行调试，利用光纤测试笔，确认利旧光纤的完好性。光纤利旧，不仅大大节约了成本，同时在光纤采购、光纤敷设等方面都缩短了工期，使项目的调试工作可以顺利进行。

2）项目组态在装置未完全停车状态下完成。根据装置特点，油罐区不能完全停车来配合项目的实施，这就大大加大了控制系统组态的工作量及难度。改造前将部分回路接线挪至旧的C200系统机柜，随之仪表工程师将在C200系统里为这些回路进行建点组态，使它们能够正常显示，新机柜上电后，再将回路接线挪回至新机柜，这样控制系统的组态不仅配合着工艺生产的要求，同时每个点都必须组态调试两遍。

3）解决模拟信号DCS上没有显示的问题。网络搭接、系统组态完成后，模拟信号在DCS上没有显示，通过分段排查，现场仪表进入控制室AI卡之前的信号正常，通过AI

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