试论石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计

李良英中海油气（泰州）石化一体化项目组设计技术部 江苏泰州 225321

试论石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计

李良英
中海油气（泰州）石化一体化项目组设计技术部 江苏泰州 225321

石油化工产品属于易爆、易燃类危险物品，对这些油品的储罐与运输有着非常严格的要求，需要对这些油品储罐进行科学的计量与设计。自动化仪表与仪表工程在石油化工油品储罐设计中发挥着重要的作用，其设计科学与否直接影响着油品储罐的安全性。本文根据石油化工产品属性与油品储罐要求，对油品储罐自动化仪表与工程设计进行了详细的分析。

石油化工；油品储罐；自动化仪表；工程设计

引言

伴随工业化水平的逐渐提高，我国石油化工油品储罐区域仪表测量技术与自动化工程取得了较大的进步，从以往人工检尺测量发展到自动化仪表测量，从低精度测量仪表发展到高精度自动化仪表。这些成果的实现给石油化工油品安全储罐与运输提供了可靠的技术保障与物质支撑。为进一步提高石油化工油品储罐测量仪表的自动化水平，需要对自动化仪表与工程进行科学合理的设计。

一、石油化工油品储罐自动化仪表种类

1.液位测量仪表

用于测量液位的自动化仪表根据油品储罐容积大小的不同所测量范围也不相同。对于容积较小（＜1×105m3）的油品储罐来说，液位测量仪表应安装在灌顶，且适合采用连续液位测量仪表；对于容积较大（＞1×105m3）的油品储罐来说，应安装两套连续液位测量仪表，并在罐旁配置指示仪，对液位测量仪表测量出的液位进行显示。在实际使用过程中，为防止液位超标或过低，还需要在自动化仪表系统中安装监测报警装置，以便当液位出现异常时系统能够立刻发出警报。较之不常动作的开关类仪表，连续液位测量仪表由于可以实时对储罐内液位变化情况进行监测，并能对测量仪表工作状态进行连续观察，因而其可靠性更高。对于对可靠性要求较高的石油化工油品储罐区，一般适宜采用这种连续液位测量仪表。此外，体积计量法也是石油储罐常用的一种方法，如图1。

图1 石油储罐体积计量方法

用于测量油品液位的仪表还有雷达液位计、静压液位计、混合计量法（如图2）、伺服液位计等。其中，雷达液位计适用于重、轻质油品等油品储罐的液位测量。在应用过程中需要对测量精度、介质性质、油品储罐类型等各因素进行充分考虑，确保雷达天线选择的合理适用。目前，雷达天线主要有杆式天线、平面天线等几种类型。

（图二见下页）

2.温度测量仪表

在油品储罐区中，温度是计量储罐温度补偿的重要参数之一，所以温度测量非常重要。这就需要用到科学温度测量仪表。计量用油品储罐温度测量在油品密度、体积等参数上应符合国家相关标准规定。目前，对于石油化工油品储罐温度的测量大多采用的是Pt100铂热电阻元件。采用不同温度测量元件需要参照不同的规范标准。例如，对于热敏电阻、光纤测量元件等元件在常压油罐中的使用必须要经过校准且满足标准规定才可以投入使用。

某相关文献资料对计量级石油化工油品储罐温度测量仪表现场安装后精度与固有精度所允许的最大误差进行了明确规定。现场安装后精度基于质量和体积计量的最大允许误差分别为1.0℃和0.5℃，固有精度基于质量和体积计量的最大允许误差分别为0.5℃和0.25℃。

3.压力仪表

根据国际标准GB50160规定，按照油品储罐压力设计，可以分为常压储罐、低压储罐和压力储罐三种类型。对于这些储罐压力的测量需要采用对应的压力仪表，如低压储罐压力测量和压力储罐压力测量均可以采用压力变送器。拥有液体密度补偿计算与标准体积计算功能的伺服液位计、雷达液位计多用于混合法计量石油化工油品储罐压力。采用混合法对油品储罐进行测量，有质量计量和体积计量两种方式，将其与连续液位测量仪配套使用，往往可以达到精确的计量结果。

图2 石油储罐混合计量法

二、石油化工油品储罐自动化仪表工程设计

1.仪表防护防爆设置

由于自动化仪表工作在易燃易爆的石油化工产品油罐区域，因而需要对仪表进行良好的防护防爆设置。按照国家有关防护等级规定，用于现场测量的仪表外壳防护等级应至少达到GBIP65，安装在地下的自动化测量仪表，其外壳防护等级应至少达到GBIP68。在防爆方面的性能设计，国家规定所有用于爆炸危险场所的自动化仪表防爆性能都必须符合对应爆炸危险场所的防爆标准要求，并通过国家等级防爆检验合格证。这是石油化工油品储罐用自动化仪表工程设计中，所必须达到的两个基本指标。目前，基于服务器的石油化工产品储罐安全系统（如图3）是较为先进和安全的一种设备。

图3 基于服务器的油品储罐安全系统

2.罐区安全设置

正常情况下，石油化工油品储罐区的日常运行是较为稳定的，风险与事故发生概率较低，所以对于没有特殊要求的罐区一般只设置报警装置和联锁机制。若依据实际情况需要设置自动化仪表系统，则应严格按照国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》来对自动化仪表工程进行设计，确保其符合国家相关标准规定。同时，还要对设计出的自动化仪表安全等级与可操作性进行检验和评估，以便合理确定出仪表所需安全等级，确保仪表能够切实发挥效用对危险现场进行安全测量，并为自动化仪表系统安装方案的制定提供理论依据和支持。

根据以往石油化工油品储罐区发生的重大事故原因分析，违章作业是导致事故发生的主要原因之一，所以除了防护防爆之外，还要对各作业环节、操作行为等可能引发火灾等事故因素进行认真检测与控制，提高油品罐区安全系数。

3.有毒气体、可燃气体检测

对于自动化仪表在有毒有害气体、可燃性气体方面的检测设计，许多相关规范中都进行了明确的规定，如《石油化工可燃气体及有毒气体检测报警设计规范》等。即在仪表工程实际设计过程中，需严格按照这些规范来进行。但值得注意的是，由于编制原则和侧重点存在一定差异，因而各规范规定标准不尽相同，有些差别较大，所以自动化仪表对有毒气体、可燃气体检测功能与标准的设计，应对石油化工油品罐区现场及要求进行综合考虑。

总结

总之，与油品罐区安全等级、各指标测量息息相关的，用于石油化工油品罐区的自动化仪表及其设计需要考虑诸多因素，这样才能保证设计的科学合理，设计符合国家各相规范标准规定。我国自动化仪表工程设计人员应努力提高自身专业能力与实践经验，为新一代高自动化、高测量精度石油化工油品罐区自动化仪表的产生而努力。

[1]张华莎.石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计[J].石油化工自动化,2015,06:6-13.

[2]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,2015,05:1-7.

[3]龙小卒.中石油四川销售分公司德阳油库扩容工程项目可行性研究[D].西南石油大学,2014.

[4]周晓娜.雷达液位计在洛川输油末站原油储罐上的应用研究[D].西安石油大学,2013.

[5]刘世宏.年产7万吨酚醛树脂胶黏剂项目仪表施工图设计[D].华东理工大学,2014.

On the Automation Instrumentation and Engineering Design of Petrochemical Engineering Oil Storage Tan

Li Liangying, Design and Technology Department of Cnooc gas (Taizhou city) Petrochemical Integration Project Team, T aizhou city in Suzhou province, 225321

Petrochemical engineering products belong to f ammable and combustible dangerous things,which need strict requests for their storage tank and transportation so a scientif c measure and design is needed for oil storage tank.Automation instrumentation and instrumentation engineering play important roles in the design of petrochemical engineering oil storage tank. That the designs are scientif c or not inf uences the safety of oil storage tank directly. This paper takes a detailed analysis for the automation instrumentation and engineering design of oil storage tank according to the petrochemical engineering products attribute and oil storage tank requests.

petrochemical engineering；oil storage tank；automation instrumentation；engineering design

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李良英（1980～），女，汉，河北省安平县，江苏省泰州市中海油气（泰州）石化一体化项目组设计技术部，中级职称,研究方向：自动化专业。