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 油品儲(chǔ)罐氮封改造優(yōu)化 油用儲(chǔ)罐氮封改造 儲(chǔ)罐氮封改造優(yōu)化 油品氮封改造優(yōu)化 氮封閥

之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹油品儲(chǔ)罐氮封改造優(yōu)化本文闡述了天津石化公司化工部油品裝置中的罐區(qū)增加氮封系統(tǒng)的創(chuàng)新，同時(shí)利用霍尼韋爾公司EPKS分散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了過程參數(shù)的集中采集、遠(yuǎn)程監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制。重點(diǎn)論述了系統(tǒng)的組成和控制方案，對(duì)更新改造的問題進(jìn)行了分析和攻關(guān)。闡述合理設(shè)定氮封系統(tǒng)中各閥(氮封閥、泄氮閥、呼吸閥)的壓力,可避免氮封失效。泄氮閥和氮封閥分別起"呼"、"吸"作用,呼吸閥僅起安全保護(hù)作用。分別從氮封系統(tǒng)適用工況、設(shè)計(jì)原則、供氣量計(jì)算、注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述,通過對(duì)氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì),可規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)、降低事故概率。石油化工企業(yè)的罐區(qū)經(jīng)常存儲(chǔ)大量的易揮發(fā)化工原料,當(dāng)從外界進(jìn)料打入儲(chǔ)罐時(shí),隨著儲(chǔ)罐內(nèi)液體的增加,儲(chǔ)罐內(nèi)的氣體就需要向外界排出以便液體進(jìn)入儲(chǔ)罐中;當(dāng)從儲(chǔ)罐輸送物料到生產(chǎn)設(shè)備時(shí),隨著儲(chǔ)罐內(nèi)液體的減少,就需要向儲(chǔ)罐內(nèi)吸入氣體以便液體的輸送。由于儲(chǔ)罐設(shè)置在室外,罐內(nèi)物料

       油品儲(chǔ)罐氮封改造優(yōu)化關(guān)鍵詞：EPKS分散控制系統(tǒng);氮封閥; 控制器; 防浪涌保護(hù)器

       0  引言

       油品在儲(chǔ)運(yùn)過程中，不可避免的存在油品損耗，同時(shí)儲(chǔ)罐呼出的油氣對(duì)環(huán)境和人身的傷害依然嚴(yán)重。特別是對(duì)油品容易氧化，需要保證油品品質(zhì)的儲(chǔ)罐，以上措施效果不佳。采用氮?dú)獬涮钣诠潭斢凸薜挠蜌饪臻g謂之氮封。因氮?dú)獾拿芏刃∮谟蜌舛∮谟蜌庵瞎识纬傻狻?2013年6月化工部對(duì)11臺(tái)油品儲(chǔ)罐進(jìn)行儀表技術(shù)改造，將氮?dú)饷芊饧夹g(shù)應(yīng)用在儲(chǔ)罐上。本次改造為“中石化股份天津分公司化工部油品裝置11臺(tái)儲(chǔ)罐增加氮封系統(tǒng)項(xiàng)目，將未實(shí)現(xiàn)氮封的油品儲(chǔ)罐完成氮封改造。

       該工程包括現(xiàn)場(chǎng)儀表更新更換施工及南北罐區(qū)控制系統(tǒng)擴(kuò)容改造組態(tài)調(diào)試。將現(xiàn)場(chǎng)6臺(tái)光纖液位計(jì)以及相關(guān)光纜和控制室內(nèi)相關(guān)的二次表盤柜進(jìn)行拆除，現(xiàn)場(chǎng)更新為雷達(dá)液位計(jì)。新增11臺(tái)壓力變送器于儲(chǔ)罐頂部，安裝于防護(hù)箱內(nèi)，變送器的遠(yuǎn)傳顯示表頭安裝于罐下利于觀測(cè)的合適位置。11臺(tái)儲(chǔ)罐各增加氮封閥一臺(tái)，根據(jù)罐內(nèi)壓力變化控制氮封閥門的開度。所有現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)送入油品控制室內(nèi)現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)，由于現(xiàn)有DCS系統(tǒng)容量已滿，需要擴(kuò)容。北罐區(qū)控制室內(nèi)新增EPKS C300機(jī)柜（C300系統(tǒng)）及操作站1套，替代原北罐區(qū)二次表機(jī)柜，并且在油品控制室內(nèi)新增一對(duì)交換機(jī)，通過光纜實(shí)現(xiàn)與北罐區(qū)新增C300控制系統(tǒng)的連接。南罐區(qū)在原有C200控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增一塊AI卡即可，站臺(tái)可利用現(xiàn)有備用點(diǎn)。

       1    工藝流程簡(jiǎn)介

       氮?dú)饷芊饧夹g(shù)就是用氮?dú)庋a(bǔ)充罐內(nèi)氣體空間。由于氮?dú)獗扔蜌廨p，所以氮?dú)飧≡谟蜌馍厦?。?dāng)油罐進(jìn)行大、小呼吸排氣時(shí)，呼出罐外的是氮?dú)舛皇怯驼魵狻．?dāng)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，氮?dú)鈩t自動(dòng)補(bǔ)充進(jìn)罐，減少油品的蒸發(fā)損耗，避免油品接觸氧化。如圖1所示。

1.容積是為30立方米左右的玻璃鋼儲(chǔ)罐，其的價(jià)格，是為多少？
   如果，玻璃鋼儲(chǔ)罐的容積是為30立方米，那么，其在儲(chǔ)罐價(jià)格上，是有一些要考慮到的方面的，具體來講的話，是為盛放介質(zhì)、材質(zhì)要求，以及儲(chǔ)罐尺寸大小這三個(gè)，是必須要包括在內(nèi)的，從而，才能來得到玻璃鋼儲(chǔ)罐的具體價(jià)格。
   2.塑料儲(chǔ)罐，其的價(jià)格依據(jù)，是什么？以及，20立方的PE儲(chǔ)罐，其價(jià)格，是多少？
   塑料儲(chǔ)罐，其的價(jià)格依據(jù)，主要是為原材料、人工和技術(shù)等這些，所以，應(yīng)根據(jù)它們，來進(jìn)行儲(chǔ)罐價(jià)格的計(jì)算，進(jìn)而，得到具體數(shù)值。而20立方的PE儲(chǔ)罐，其的價(jià)格，從目前市場(chǎng)情況來看，是在一到二萬之間，具體的，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，所以，不好說。
   3.儲(chǔ)罐中的碳鋼儲(chǔ)罐，其噸位在5噸以下的話，其價(jià)格是按什么來計(jì)算的？
   儲(chǔ)罐中的碳鋼儲(chǔ)罐，其噸位在5噸以下的話，那么，在儲(chǔ)罐價(jià)格上，是按立式6500和臥式7800來計(jì)算的。如果，其噸位在5噸以上的話，那么，價(jià)格計(jì)算依據(jù)上，可以適當(dāng)?shù)鸵恍?br />

       2 儀表控制方案

       上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥氮封閥屬自立式調(diào)節(jié)閥，這樣就做到既隔絕空氣，又保證儲(chǔ)罐不變形的目的。如圖2所示。
ZZDQ 氮封裝置，由控制閥門、執(zhí)行器、壓力彈簧、指揮器、脈沖管等部件組成。 自力式氮封閥主要用于保持容器頂部保護(hù)氣體（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣?，以避免容器?nèi)物料與空氣直接接觸，防止物料揮發(fā)、被氧化，以及容器的安全。 特別適用于各類大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動(dòng)作靈敏、運(yùn)行可靠、操作與維修方便等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。

二、自力式氮封閥 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

自力式氮封閥    自力式氮封閥
圖1 ZZDG 供氮裝    圖2 ZZDX 泄氮裝置

三、自力式氮封閥 工作原理

供氮裝置（見圖1），將設(shè)在罐頂?shù)娜狐c(diǎn)的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(7)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與與彈簧(8)、預(yù)緊力相平衡。 當(dāng)罐內(nèi)壓力降低至低于供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡破壞，使指揮器閥芯(6)，打開，使閥前氣體經(jīng)減壓閥(5)，節(jié)流閥(4)、進(jìn)入主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)上、 下膜室，打開主閥閥芯(2)，向罐內(nèi)充注氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力，關(guān)閉指揮器閥芯(6)、由于主閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的 彈簧作用，關(guān)閉主閥，停止供氮。

泄氮裝置（見圖2），該裝置采用內(nèi)反饋結(jié)構(gòu)，介質(zhì)直接經(jīng)閥蓋進(jìn)入檢測(cè)機(jī)構(gòu)(2)，介質(zhì)在檢測(cè)元件上產(chǎn)生一個(gè)作用力與預(yù)設(shè)彈簧(3)預(yù)緊力相平 衡。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高至高于泄氮裝置壓力設(shè)定點(diǎn)時(shí)，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮?dú)?；?dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定 點(diǎn)，由于預(yù)設(shè)彈簧力作用，關(guān)閉閥門。

       此次罐區(qū)氮封系統(tǒng)改造主要是為了消除安全隱患其中zui重要的就是增加了罐頂壓力遠(yuǎn)傳到DCS上及就地顯示。這樣設(shè)計(jì)不僅在巡檢過程中隨時(shí)觀察氮封投用的情況，同時(shí)可以在控制室監(jiān)測(cè)氮封情況，并了解歷史趨勢(shì)及氮封投用記錄等情況。

       這樣設(shè)計(jì)的目的主要出于安全及環(huán)保角度考慮。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力，有效降低空氣進(jìn)入油罐內(nèi)和油氣排出油罐外的可能性。同時(shí)，在氮封閥損壞、定時(shí)檢修時(shí)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油罐壓力變化，有效防止環(huán)境污染和火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。

       將原有光纖液位計(jì)改為德國SIEMENS公司的LR250非接觸式雷達(dá)液位計(jì)，精度等級(jí)可達(dá)到±3mm，實(shí)現(xiàn)更高精度的計(jì)量要求。

       控制系統(tǒng)方面將罐區(qū)北罐原有二次儀表改造為Honeywell EPKS分散控制系統(tǒng)，利用人機(jī)界面和控制運(yùn)算功能以及數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，將各油罐狀態(tài)及氮封投用情況在控制室里進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)、控制、操作和處理。

       項(xiàng)目目標(biāo)是將新增儀表zui終接入現(xiàn)有化工部油品DCS系統(tǒng)，南罐區(qū)和站臺(tái)可以利用原系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容，從而節(jié)約投資。新改造的北罐區(qū)控制系統(tǒng)采用霍尼韋爾公司EPKS C300控制器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，如圖3所示的新增C300控制器。

       實(shí)現(xiàn)儀表參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)完成硬件、軟件及與油品控制室原DCS系統(tǒng)的通訊組態(tài)調(diào)試。如圖4所示。

       在網(wǎng)絡(luò)搭建及組態(tài)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案：1）北罐新增控制系統(tǒng)與油品DCS網(wǎng)絡(luò)搭建。在原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用原有光纖，實(shí)現(xiàn)EPKS C300與原有DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)搭建，如圖5所示。

       其中，兩個(gè)控制室之間的交換機(jī)通過光纖和光電轉(zhuǎn)換器連接。首先，對(duì)光纖進(jìn)行調(diào)試，利用光纖測(cè)試筆，確認(rèn)利舊光纖的完好性。光纖利舊，不僅大大節(jié)約了成本，同時(shí)在光纖采購、光纖敷設(shè)等方面都縮短了工期，使項(xiàng)目的調(diào)試工作可以順利進(jìn)行。

四、自力式氮封閥 技術(shù)參數(shù)和性能閥體

執(zhí)行器

性能

五、自力式氮封閥 額定流量系數(shù)、額定行程、性能

ZZDG供氮裝置

ZZDX泄氮裝置

       2）項(xiàng)目組態(tài)在裝置未*停車狀態(tài)下完成。根據(jù)裝置特點(diǎn)，油罐區(qū)不能*停車來配合項(xiàng)目的實(shí)施，這就大大加大了控制系統(tǒng)組態(tài)的工作量及難度。改造前將部分回路接線挪至舊的C200系統(tǒng)機(jī)柜，隨之儀表工程師將在C200系統(tǒng)里為這些回路進(jìn)行建點(diǎn)組態(tài)，使它們能夠正常顯示，新機(jī)柜上電后，再將回路接線挪回至新機(jī)柜，這樣控制系統(tǒng)的組態(tài)不僅配合著工藝生產(chǎn)的要求，同時(shí)每個(gè)點(diǎn)都必須組態(tài)調(diào)試兩遍。

       3）解決模擬信號(hào)DCS上沒有顯示的問題。網(wǎng)絡(luò)搭接、系統(tǒng)組態(tài)完成后，模擬信號(hào)在DCS上沒有顯示，通過分段排查，現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)入控制室AI卡之前的信號(hào)正常，通過AIDCS服務(wù)器和操作站產(chǎn)生影響，因此需要對(duì)防病毒軟件進(jìn)行個(gè)性化配置，避免病毒掃描機(jī)制對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)器和操作站的常規(guī)服務(wù)產(chǎn)生干擾；廠家都會(huì)對(duì)各種通用的病毒軟件進(jìn)行過系統(tǒng)測(cè)試，所提供的解決方案更加成熟可靠。

       2）病毒防護(hù)軟件安裝后需定期更新病毒屬性庫，有些屬性庫查殺病毒時(shí)會(huì)誤刪機(jī)器內(nèi)的有用文件，廠家提供的方案和病毒庫文件均已在系統(tǒng)中經(jīng)過運(yùn)行驗(yàn)證，在各自的系統(tǒng)中使用被證明是安全的，如HONEYWELL公司認(rèn)證的防護(hù)軟件為Mcafee或Norton的軟件產(chǎn)品，EMERSON公司認(rèn)證的病毒防護(hù)軟件為SYMANTEC的產(chǎn)品。
為確保企業(yè)安全生產(chǎn)、設(shè)備安全運(yùn)行，提高設(shè)備的使用壽命和勞動(dòng)生產(chǎn)效率，對(duì)運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備必須進(jìn)行定期檢查維修，以防機(jī)械故障而影響生產(chǎn)，或機(jī)械事故造成人員傷亡，實(shí)際生產(chǎn)、安全操作規(guī)程及安全檢修管理制度，經(jīng)研究制定本儲(chǔ)罐年度儲(chǔ)罐維護(hù)檢修。
儲(chǔ)罐的檢修周期一般為：中修60-120天，大修12個(gè)月。 中修：消除跑、冒、滴、漏。
清洗或更換液面計(jì)修理或更換進(jìn)、出口及排污閥門疏通清理冷卻水盤管。檢查修理安全閥放空阻火器。修補(bǔ)防腐層和絕熱層 。大修：包括中修項(xiàng)目修理儲(chǔ)罐內(nèi)件，對(duì)發(fā)現(xiàn)有裂紋，嚴(yán)重腐蝕等部位，相應(yīng)修補(bǔ)或更換筒節(jié)。修補(bǔ)可采用高分子復(fù)合材料修復(fù)。根據(jù)內(nèi)外部檢驗(yàn)要求，以及經(jīng)過修補(bǔ)或更換筒節(jié)后，需進(jìn)行試漏或液壓試驗(yàn)。全面除繡保溫。對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)外部檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的其他問題進(jìn)行處理。
檢修方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)罐的修理，如開孔、補(bǔ)焊、更換筒節(jié)等，應(yīng)根據(jù)《容規(guī)》及其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范制定具體施工方案并經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)批準(zhǔn)。修理所用材料（母材、焊條、焊絲、焊劑等）和閥門，應(yīng)具有質(zhì)量證明書，利用舊的材料閥門、緊固件時(shí)，必須檢驗(yàn)合格后方可使用。裝配儲(chǔ)罐的緊固件應(yīng)涂潤滑材料，緊螺栓時(shí)應(yīng)按對(duì)角依次擰緊。非金屬墊片一般不得重復(fù)使用，選用墊片時(shí)，應(yīng)考慮介質(zhì)的腐蝕性。修理后經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行防腐保溫工作。 在用儲(chǔ)罐存在不合格缺陷的修復(fù)方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

1、打磨法消除缺陷
2、補(bǔ)焊或貼補(bǔ)
3、更換筒節(jié)
4、挖補(bǔ)
5、快速堵漏
該類問題現(xiàn)場(chǎng)傳統(tǒng)補(bǔ)焊并不能解決而且危險(xiǎn)性較大，采用置換介質(zhì)再補(bǔ)焊因工期長，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，會(huì)造成停機(jī)停產(chǎn)的巨大損失。美國美嘉華技術(shù)針對(duì)不同設(shè)備，不同的運(yùn)行狀態(tài)，不同腐蝕滲漏形式，采用相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品，可快速、簡(jiǎn)單、有效保護(hù)設(shè)備，特別是由于高分子復(fù)合材料所具有的抗化學(xué)腐蝕性能，粘結(jié)性能等綜合性能，避免了傳統(tǒng)補(bǔ)焊修復(fù)所帶來的不利影響，使修復(fù)后的設(shè)備壽命甚至超過新設(shè)備，從根本上解決腐蝕滲漏原因，幫助企業(yè)提高設(shè)備管理水平，降低維修維護(hù)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

       3  安全防護(hù)的管理手段

       上述技術(shù)措施能夠比較有效地阻斷計(jì)算機(jī)病毒由上層管理網(wǎng)絡(luò)向控制系統(tǒng)的傳播和非法用戶的侵入，而發(fā)生在系統(tǒng)維護(hù)和管理過程中的病毒風(fēng)險(xiǎn)和危害則必須通過采取嚴(yán)格的管理手段來規(guī)避[4]。

       1）封堵計(jì)算機(jī)USB口。事實(shí)證明大量的病毒是通過使用U盤進(jìn)行傳播的，要切斷此種類型的病毒傳播必須將DCS、PLC操作站對(duì)USB口進(jìn)行封堵，主機(jī)鍵盤和鼠標(biāo)改用PS/2接口形式，維護(hù)期間拷貝文件采用光盤刻錄的方式。

       2）對(duì)于系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行Ghost備份，并將Ghost文件分別放在本機(jī)、相鄰主機(jī)和活動(dòng)硬盤中，一旦發(fā)現(xiàn)病毒即可切斷網(wǎng)絡(luò)連接快速進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)。

       3）應(yīng)定期對(duì)系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)庫、流程圖源文件和其它工程組態(tài)文件進(jìn)行分層次備份，對(duì)于大容量的系統(tǒng)備份建議使用新的、活動(dòng)硬盤，并規(guī)定只能用于控制系統(tǒng)備份，嚴(yán)禁與辦公電腦交叉使用。

       4）對(duì)采用非標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)建議不要將各操作站和服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，防止計(jì)算機(jī)病毒通過以太網(wǎng)進(jìn)行傳播，如HONEYWELL的TPS系統(tǒng)。

       5）斷開不必要的系統(tǒng)連接，如OPC、ModBusTCP等連接，盡量減少控制系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)的。

       6）嚴(yán)格系統(tǒng)的密碼管理，并定期對(duì)系統(tǒng)密碼進(jìn)行修改。

       7）對(duì)于已經(jīng)部署的病毒防護(hù)軟件應(yīng)定期對(duì)病毒屬性庫進(jìn)行更新升級(jí)，以保證病毒軟件的實(shí)際有效性，更新的周期和屬性庫的選擇應(yīng)參照系統(tǒng)廠家所提供的成熟方案進(jìn)行。

       4  結(jié)束語

       控制系統(tǒng)的安全防護(hù)是當(dāng)前石化企業(yè)儀表管理技術(shù)人員無法回避的課題，隨著企業(yè)逐漸采取扁平化管理方式，系統(tǒng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換情況越來越多，病毒傳播和非法侵入已成為控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的巨大威脅。本文針對(duì)上述課題從技術(shù)和管理兩個(gè)方面簡(jiǎn)要闡述了企業(yè)所能采取的基本措施和安全防護(hù)原則，石化企業(yè)可根據(jù)各自系統(tǒng)特點(diǎn)和防護(hù)原則設(shè)計(jì)安全防護(hù)策略。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥