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 油品儲罐氮封改造優(yōu)化 油用儲罐氮封改造 儲罐氮封改造優(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，同時利用霍尼韋爾公司EPKS分散控制系統(tǒng)實現(xiàn)了過程參數(shù)的集中采集、遠(yuǎn)程監(jiān)視和實時控制。重點論述了系統(tǒng)的組成和控制方案，對更新改造的問題進(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)計原則、供氣量計算、注意事項等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述,通過對氮封系統(tǒng)的合理設(shè)計,可規(guī)避安全風(fēng)險、降低事故概率。石油化工企業(yè)的罐區(qū)經(jīng)常存儲大量的易揮發(fā)化工原料,當(dāng)從外界進(jìn)料打入儲罐時,隨著儲罐內(nèi)液體的增加,儲罐內(nèi)的氣體就需要向外界排出以便液體進(jìn)入儲罐中;當(dāng)從儲罐輸送物料到生產(chǎn)設(shè)備時,隨著儲罐內(nèi)液體的減少,就需要向儲罐內(nèi)吸入氣體以便液體的輸送。由于儲罐設(shè)置在室外,罐內(nèi)物料

       油品儲罐氮封改造優(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

       油品在儲運過程中，不可避免的存在油品損耗，同時儲罐呼出的油氣對環(huán)境和人身的傷害依然嚴(yán)重。特別是對油品容易氧化，需要保證油品品質(zhì)的儲罐，以上措施效果不佳。采用氮氣充填于固定頂油罐的油氣空間謂之氮封。因氮氣的密度小于油氣而浮于油氣之上故而形成氮封。 2013年6月化工部對11臺油品儲罐進(jìn)行儀表技術(shù)改造，將氮氣密封技術(shù)應(yīng)用在儲罐上。本次改造為“中石化股份天津分公司化工部油品裝置11臺儲罐增加氮封系統(tǒng)項目，將未實現(xiàn)氮封的油品儲罐完成氮封改造。

       該工程包括現(xiàn)場儀表更新更換施工及南北罐區(qū)控制系統(tǒng)擴容改造組態(tài)調(diào)試。將現(xiàn)場6臺光纖液位計以及相關(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)場更新為雷達(dá)液位計。新增11臺壓力變送器于儲罐頂部，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的合適位置。11臺儲罐各增加氮封閥一臺，根據(jù)罐內(nèi)壓力變化控制氮封閥門的開度。所有現(xiàn)場儀表信號送入油品控制室內(nèi)現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)，由于現(xiàn)有DCS系統(tǒng)容量已滿，需要擴容。北罐區(qū)控制室內(nèi)新增EPKS C300機柜（C300系統(tǒng)）及操作站1套，替代原北罐區(qū)二次表機柜，并且在油品控制室內(nèi)新增一對交換機，通過光纜實現(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，站臺可利用現(xiàn)有備用點。

       1    工藝流程簡介

       氮氣密封技術(shù)就是用氮氣補充罐內(nèi)氣體空間。由于氮氣比油氣輕，所以氮氣浮在油氣上面。當(dāng)油罐進(jìn)行大、小呼吸排氣時，呼出罐外的是氮氣而不是油蒸氣。當(dāng)罐內(nèi)壓力降低時，氮氣則自動補充進(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罐，其的價格，是為多少？
   如果，玻璃鋼儲罐的容積是為30立方米，那么，其在儲罐價格上，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，以及儲罐尺寸大小這三個，是必須要包括在內(nèi)的，從而，才能來得到玻璃鋼儲罐的具體價格。
   2.塑料儲罐，其的價格依據(jù)，是什么？以及，20立方的PE儲罐，其價格，是多少？
   塑料儲罐，其的價格依據(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)行儲罐價格的計算，進(jìn)而，得到具體數(shù)值。而20立方的PE儲罐，其的價格，從目前市場情況來看，是在一到二萬之間，具體的，應(yīng)根據(jù)實際情況，所以，不好說。
   3.儲罐中的碳鋼儲罐，其噸位在5噸以下的話，其價格是按什么來計算的？
   儲罐中的碳鋼儲罐，其噸位在5噸以下的話，那么，在儲罐價格上，是按立式6500和臥式7800來計算的。如果，其噸位在5噸以上的話，那么，價格計算依據(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（一般為氮氣）的壓力恒定，以避免容器內(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罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。該產(chǎn)品具有節(jié)能、動作靈敏、運行可靠、操作與維修方便等特點。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的介質(zhì)經(jīng)導(dǎo)壓管引入檢測機構(gòu)(7)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與與彈簧(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)定點時，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)行機構(gòu)(3)上、 下膜室，打開主閥閥芯(2)，向罐內(nèi)充注氮氣；當(dāng)罐內(nèi)壓力升至供氮裝置壓力設(shè)定點，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)入檢測機構(gòu)(2)，介質(zhì)在檢測元件上產(chǎn)生一個作用力與預(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)定點時，平衡被破壞，使閥芯(1)上移，打開閥門，向外界泄放氮氣；當(dāng)罐內(nèi)壓力降至泄氮裝置壓力設(shè)定 點，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)計不僅在巡檢過程中隨時觀察氮封投用的情況，同時可以在控制室監(jiān)測氮封情況，并了解歷史趨勢及氮封投用記錄等情況。

       這樣設(shè)計的目的主要出于安全及環(huán)保角度考慮。通過實時監(jiān)測壓力，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，在氮封閥損壞、定時檢修時，通過實時監(jiān)測油罐壓力變化，有效防止環(huán)境污染和火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。

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

       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)，利用人機界面和控制運算功能以及數(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、控制、操作和處理。

       項目目標(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)和站臺可以利用原系統(tǒng)進(jìn)行擴容，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控制器對現(xiàn)場儀表進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，如圖3所示的新增C300控制器。

       實現(xiàn)儀表參數(shù)進(jìn)行自動控制和自動調(diào)節(jié)，同時完成硬件、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，兩個控制室之間的交換機通過光纖和光電轉(zhuǎn)換器連接。首先，對光纖進(jìn)行調(diào)試，利用光纖測試筆，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，同時在光纖采購、光纖敷設(shè)等方面都縮短了工期，使項目的調(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）項目組態(tài)在裝置未*停車狀態(tài)下完成。根據(jù)裝置特點，油罐區(qū)不能*停車來配合項目的實施，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)行建點組態(tài)，使它們能夠正常顯示，新機柜上電后，再將回路接線挪回至新機柜，這樣控制系統(tǒng)的組態(tài)不僅配合著工藝生產(chǎn)的要求，同時每個點都必須組態(tài)調(diào)試兩遍。

       3）解決模擬信號DCS上沒有顯示的問題。網(wǎng)絡(luò)搭接、系統(tǒng)組態(tài)完成后，模擬信號在DCS上沒有顯示，通過分段排查，現(xiàn)場儀表進(jìn)入控制室AI卡之前的信號正常，通過AIDCS服務(wù)器和操作站產(chǎn)生影響，因此需要對防病毒軟件進(jìn)行個性化配置，避免病毒掃描機制對系統(tǒng)的服務(wù)器和操作站的常規(guī)服務(wù)產(chǎn)生干擾；廠家都會對各種通用的病毒軟件進(jìn)行過系統(tǒng)測試，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會誤刪機器內(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)過運行驗證，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)備安全運行，提高設(shè)備的使用壽命和勞動生產(chǎn)效率，對運行的機械設(shè)備必須進(jìn)行定期檢查維修，以防機械故障而影響生產(chǎn)，或機械事故造成人員傷亡，實際生產(chǎn)、安全操作規(guī)程及安全檢修管理制度，經(jīng)研究制定本儲罐年度儲罐維護(hù)檢修。
儲罐的檢修周期一般為：中修60-120天，大修12個月。 中修：消除跑、冒、滴、漏。
清洗或更換液面計修理或更換進(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。修補防腐層和絕熱層 。大修：包括中修項目修理儲罐內(nèi)件，對發(fā)現(xiàn)有裂紋，嚴(yán)重腐蝕等部位，相應(yīng)修補或更換筒節(jié)。修補可采用高分子復(fù)合材料修復(fù)。根據(jù)內(nèi)外部檢驗要求，以及經(jīng)過修補或更換筒節(jié)后，需進(jìn)行試漏或液壓試驗。全面除繡保溫。對儲罐內(nèi)外部檢驗中發(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)儲罐的修理，如開孔、補焊、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，必須檢驗合格后方可使用。裝配儲罐的緊固件應(yīng)涂潤滑材料，緊螺栓時應(yīng)按對角依次擰緊。非金屬墊片一般不得重復(fù)使用，選用墊片時，應(yīng)考慮介質(zhì)的腐蝕性。修理后經(jīng)檢驗合格后方可進(jìn)行防腐保溫工作。 在用儲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、補焊或貼補
3、更換筒節(jié)
4、挖補
5、快速堵漏
該類問題現(xiàn)場傳統(tǒng)補焊并不能解決而且危險性較大，采用置換介質(zhì)再補焊因工期長，工人勞動強度大，會造成停機停產(chǎn)的巨大損失。美國美嘉華技術(shù)針對不同設(shè)備，不同的運行狀態(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)競爭力。

       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算機病毒由上層管理網(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）封堵計算機USB口。事實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USB口進(jìn)行封堵，主機鍵盤和鼠標(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）對于系統(tǒng)主機進(jìn)行Ghost備份，并將Ghost文件分別放在本機、相鄰主機和活動硬盤中，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，對于大容量的系統(tǒng)備份建議使用新的、活動硬盤，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)，防止計算機病毒通過以太網(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，并定期對系統(tǒng)密碼進(jìn)行修改。

       7）對于已經(jīng)部署的病毒防護(hù)軟件應(yīng)定期對病毒屬性庫進(jìn)行更新升級，以保證病毒軟件的實際有效性，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)安全運行的巨大威脅。本文針對上述課題從技術(shù)和管理兩個方面簡要闡述了企業(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)特點和防護(hù)原則設(shè)計安全防護(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