王良
中海石油舟山石化有限公司浙江舟山316015
摘要：近年来国内新建的石油化工厂储运罐区的自动化水平已经不仅局限于采用仪表测量加分散型控制系统（DCS），有些厂家还配有罐区生产管理系统。将罐区的自动控制系统、生产管理系统与工厂信息管理系统结合起来，卓有成效地提高了储运系统的整体自动化水平和管理水平，实现了控制和管理的系统集成、数据共享、功能集成。
关键词：石油化工罐区；罐区自动控制系统；罐区生产管理系统
1前言
储罐是石油化工企业重要的组成部分，是企业生产、储存和运输过程中基本且重要的环节。一般具有占地面积广、储存量大和布置密集的特点。储罐储存的物质通常有易燃易爆、易挥发和有毒等特性，一旦发生泄漏，挥发出的易燃易爆介质遇明火或高温物体，就有可能引发火灾或爆炸事故，故石油化工的罐区大多被划为高危险区域。
作为石油化工储罐实时变化的动态参数，液位连续精确测量是罐区最重要的监控仪表，也是成品计量管理的重要参数。本文通过对罐区中常用的液位仪表测量方案进行对比分析，从工程设计的角度叙述雷达液位计在罐区储罐液位测量中的设计选型和安装方案。
2储罐类型的选择
储罐类型的选择要充分考虑物料特性（火灾危险性、挥发性、毒性、化学稳定性等）、存储温度等各种因素。储存甲、乙类的液体（该类化学品挥发性通常较大）通常优先选用内浮顶罐。由于内浮顶罐罐内气体空间较小，可大大降低化工挥发性气体损耗和对大气的污染，并减少储罐着火几率，目前设计上通常采用金属浮舱式浮盘。对于有特殊要求的甲、乙类液体物料，如甲醛、酯类等易聚合或易氧化的液体物料，选用固定顶储罐加氮封储存；对于沸点低的化学品，可以采用固定顶储罐，并增加外循环降温的措施存储。或采用外盘管冷却形式，外盘管内通入冷却水或冷冻水。外循环降温通常利用罐区内送料泵，将送料泵的旁路通过冷却器后再打回到储罐内，这类储罐和管道外部均按保冷设计。
当储罐内存储的介质为甲类液体介质时，要考虑太阳直接照射产生的热量，太阳直接照射会造成储罐顶部局部温度过高，增加了储罐内部挥发性气体挥发量。通常做法是对储罐进行外部水喷淋或保温，但是水喷淋会大量消耗工业用水，并且喷淋后的水不好回收。目前，在储罐表面涂刷凉凉胶的效果较好。在设计上，可以根据具体存储介质特性选用防晒措施，在满足工艺要求的前提下减少投资和运行成本。
合理控制储罐存储温度，保证可燃液体的质量，减少损耗；对于常温下固化或者黏度非常高的化学品，需加热存储以保证液体的正常输送；对一些性质特殊的液体化工品，合理的储存温度应能避免自聚物和氧化物的产生。
对于存储可燃液体（丙B类除外）的固定顶罐或卧罐，在直接通向大气的通气管或呼吸阀上需安装阻火器：当建罐区历年最冷月份平均温度的平均值低于或等于0℃时，呼吸阀及阻火器必须有防冻措施。设计上通常选用全天候呼吸阀。
3石油化工储罐区自控设计
由于一般化工企业的罐区存储危险化学品数量大，对自控提出更高的要求。主要体现在以下几方面：
（1）常规液位、温度、压力等参数的检测显示和报警。氮封储罐的罐顶压力控制。重要的自控信号，如储罐的液位、压力检测信号，在设计上应考虑将其传送至控制室集中显示。对于有加热或冷却的储罐，设计上需考虑储罐内温度检测和报警，以防止储罐超温，必要时该温度信号与加热源联锁调节，如一台采用蒸汽内盘管加热的储罐，在储罐罐壁上设置2台温度检测元件，该检测元件与蒸汽调节阀联锁控制，当储罐内介质温度低于设置温度时，调节阀相应开大，让更多的蒸汽通入储罐内，使储罐内温度上升；当储罐内温度过高时，该蒸汽调节阀门关小甚至完全关闭，让储罐内介质温度控制在一定范围内。特别是对于要求储罐内温度维持在90℃以上，且储罐内物料不是与水互溶的，这种控制是十分必要的，因为温度一旦升高，储罐内少量的水迅速沸腾，造成罐内化学品冒罐，引发事故；（2）装卸车化学品流量计量和累计，必要时该流量计量与送料泵联锁；（3）进出物料管道的紧急切断或联锁；（4）可燃罐区内可燃、有毒气体报警器的设置。
通过合理的自控仪表设置，罐区主要工艺检测和控制变量都在DCS/PLC进行显示、调节、记录、报警等操作，主要转动设备的运行状态均在DCS进行显示。设置机泵、阀门远程操作，重要参数自动控制，实现罐区管理自动化，进一步提高化工罐区安全性。
4罐区生产管理系统
为了适应现代石油化工工厂的管理水平，应考虑合理的TMES设计。TMES是生产管理系统（MES）的一部分，是罐区生产经营自动化管理系统的简称。TMES在自动控制系统中运行，在集成和利用过程控制和测试数据的自动控制系统的基础上，对需要的信息进行处理，并提供MES集成查询、统计、报表和信息管理功能。另一个功能是将生产计划和操作计划从MES处理到TMES的指令，以及罐区的自动生产和操作，实现罐区的生产操作和安全监控。
4.1罐区生产管理系统的基本功能
TMES应配备专用的商业化软件，以满足油罐库存管理、油品交付订单管理、油品交付自动化、油品对账等生产业务生产管理自动化的需要。TMES的基本功能如下:（1）罐区油品收发、输送、计量、存量统计。（2）在全厂罐区统一综合信息集成，显示记录、数据处理、统计报告。（3）罐区各管理部门的设备管理、库存管理、产品交付、车辆装载、列车装载、绩效考核等管理操作的管理与调度。（4）连接工厂管理网络和过程控制网络，进行双向数据交换和数据共享。（5）支持实时数据库、历史数据库和工厂数据库，并建立相关数据库进行生产计划和调度管理。
4.2罐区自动控制系统及生产管理系统的结构
完整的罐区自动控制系统及TMES由四个层次构成：现场仪表、罐区自动控制系统、TMES和工厂信息管理系统，由此构成了完整的储运自动化及管理系统。各层次的基本功能为：（1）罐区现场仪表。生产现场安装的各种检测仪表和监控设备。（2）罐区自动控制系统。采用DCS，PLC，SCADA实现罐区生产运行的过程控制、信号检测、安全联锁、数据处理、人机接口、数据服务和安全监控等功能。（3）TMES。建立在罐区自动控制系统平台上，在相应的服务器上运行专用管理功能的软件。（4）罐区生产计划及调度。下达生产调度和管理指令，具备物料平衡、查询、统计、报表等综合管理功能。（5）工厂信息管理系统。即企业资源计划系统（ERP），是企业或工厂计划、调度、管理的最高层。
5结束语
TMES是MES的一部分，自动控制系统的集成和利用过程控制和测试数据，处理成所需的TMES信息和植物信息管理系统，提供全面的信息管理功能，以及生产计划信息管理系统和操作计划行方案处理成TMES和罐区生产，实现罐区的生产运行。
参考文献：
[1]张华莎.石油化工油品储罐计量与测量仪表设计方案[J].石油化工自动化，2015（05）
[2]龙腾张明坤.石油化工罐区监控系统的研究与实现[J].化工管理，2014（11）
[3]王笑.石油化工罐区自动化系统的设计及应用[J].石油化工自动化，2014（12）
[4]李柯萱施华峰任泓.石油化工大型罐区中控制阀的安全应用与研究[J].当代化工，2012（02）
[5]乔世洪.化工装置液体罐区的设计[J].化工设计，2013（06）