王家沟作业区储罐液位联锁保护技术方案

发表时间:2021/5/17   来源:《科学与技术》2021年4期   作者: 王珊珊
[导读] 针对王家沟作业区进出油管线与储罐高液位没进行逻辑联锁
       
        
        王珊珊
        国家管网集团西部管道有限责任公司乌鲁木齐输油气分公司 新疆 乌鲁木齐 830011
        摘要:针对王家沟作业区进出油管线与储罐高液位没进行逻辑联锁,如果储罐发生溢油时,不能及时将联锁信号发送至进出油管道,易造成管线水击保护,输油管线存在重大安全隐患的问题。为了解决安全隐患,分公司和王家沟作业区梳理作业区所辖储罐及进油管线,经过多次研究确定最终解决方案,选择了最佳的联锁逻辑方案,达到了最佳的保护效果。
        关键词:王家沟作业区;储罐液位联锁保护;技术方案
前言
        王家沟作业区共计15座原油储罐,37座成品油储罐,每个储罐安装音叉液位开关和储罐液位计,报警信号接入站控系统,作业区成品油进油管线5条,外输管线1条;原油进油管线2条,外输2条。由于王家沟作业区进出油管线与储罐高液位没进行逻辑联锁。如果储罐发生溢油时,不能及时将联锁信号发送至进出油管道,易造成管线水击保护,输油管线存在重大安全隐患。为了解决安全隐患,分公司和王家沟作业区梳理作业区所辖储罐及进油管线。经过多次研究确定最终解决方案,达到最佳的保护效果。
1高液位联锁方式应用情况
        大部分油库在储罐高液位保护中,仅完成罐前阀联锁,保证储罐不会存在溢油,确保油库安全生产。王家沟作业区在完成整合前西北销售、油气储运公司分别建设成品油库区和原油库区,均采用此类的解决方案。
   此种联锁方式会导致关闭罐前阀后,进油管线持续进油造成管线憋压,后触发输油管线水击保护,引起管线薄弱处受水击力作用,影响管线运行安全。
2高液位联锁实施难点
    (1)梳理储罐和输油管线逻辑,高液位联锁保护,确保储罐在触发高液位报警时,还需保障输油管线的安全运行。为确保其他管线运行安全,在储罐发生高液位报警后,怎样分辨储罐所属的输油管线,高液位触发后怎样调度和系统怎样做出应急反应;
        (2)PLC之间通讯问题;为了实现逻辑联锁,必须解决罐区与输油管线通讯问题。然而因历史原因,王家沟作业区下位机IP地址复杂,存在多个网段,导致罐区与管线PLC不能正常通讯。
3研究思路
        通过调研作业区各罐区、管线高液位、水击等保护程序,确定各设备设施保护逻辑;确定各PLC系统通讯情况;确定上位机更改内容及点位;实施改造项目;现场调试及检查是否有程序漏洞。
4确定高液位联锁逻辑
      针对技术难点,对原油库和成品油库现状及工艺流程进行分析,选择最佳的联锁逻辑方案。
4.1原油库区
原油库罐区设计时采用进油管道专用所以储罐进油管线确定。因此,提出原油库北疆油储罐触发高液位报警时,直接触发高液位报警,不关闭罐前阀,将触发的高液位联锁报警接入油气储运公司克乌529管线自动化控制程序中。原油库哈国油储罐触发高液位报警时,直接触发高液位报警,不关闭罐前阀,触发的高液位联锁报警信号接入阿独乌原油管线中,触发管线水击保护程序。具体逻辑见图1。
        
                图1 原油库储罐逻辑
4.2成品油库区
成品油库区存在进油管线多,且单罐进油管线有多条。最适合方案为:储罐触发高液位联锁后,关闭罐前阀,引起进油管线压力升高,储罐下发联锁信号,与进油管线压力升高值同时满足时,随后触发输油管线水击联锁保护程序,停输管线。
        该方案可以相应设定高于管线运行压力,在发生高液位联锁时及时触发管线水击保护程序,进而使管线停输,避免管线憋压和水击风险,较为简单实用。逻辑见下图2、图3。
                
        图2 成品油库储罐逻辑
        
        图3 成品输油管线逻辑
5通讯连接
        为了实现逻辑相互连通,解决罐区SCADA控制系统与输油管线的SCADA控制系统通讯问题,保证联锁逻辑信号能顺利收发。需要将油库SCADA控制系统通过硬件改造实现通信功能。将不能正常通讯的IP进行更改、优化网络路径,将不同网段进行并网,实现各下位机相互通联。
6下位机更改
        完成逻辑确定,网络物理联通后,开始实施逻辑更改与调试,以确定最终逻辑;成品油新增液位联锁控制逻辑主要分为两部分。第一部分:液位联锁关闭罐前阀,PLC主要程序;第二部分:罐前阀关闭完成后进站压力联锁触发水击,对应PLC主要程序。原油新增液位联锁控制逻辑,对应的PLC程序为图4:
        
        图4新增液位联锁控制逻辑对应的PLC程序
7 HMI修改
        HMI上对触发联锁的信号源、触发过程、触发结果进行报警记录,涉及自动停输、倒罐的报警设置为一级报警,在延时期间无法确认消音,相关储罐、管线如不在当前页面显示需要自动弹出至画面最前方;成品油储罐液位联锁示意图5:
        
             图5 成品油储罐液位联锁示意图
8创新点及应用
        (1)通过对现场工艺进行了解分析,确定原油与成品油不同的逻辑联锁;
        (2)通过分析和逻辑设计,将整个变更做到程序自动进行,减少人为选择,提高自动化水平;
        (3)进行网络优化、变更,完成各PLC通讯,为实现联锁奠定网络基础。
        作业区顺利完成项目施工和变更,并对储罐和进油管线进行测试,测试结果均按方案执行,项目达到较好效果,提高了作业区输油设备设施安全性,具有很好的安全效益。
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