油库自动化改造中液位仪深化应用研究

幸勇军

(中国石化销售有限公司湖北石油分公司，湖北武汉 430030)

油库自动化改造中液位仪深化应用研究

幸勇军

(中国石化销售有限公司湖北石油分公司，湖北武汉430030)

分析了当前油库在自动化建设中普遍存在的液位仪安装不规范和深化应用目标不明确，导致自动计量数据未有效综合利用、油库信息化运行效率不高的问题，提出在油库自动化改造中做好液位仪正确安装，达到取代人工计量的技术解决方案，以促进油库自动化、信息化应用技术水平和投资效率的提升，实现油库运行本质安全。

油库 液位仪 信息化 应用

成品油销售系统油库自动化、信息化建设要涉及液位仪计量系统、收发油工艺系统、视频监控系统、周界报警系统、可燃气体报警系统、“一卡通”发油系统、门禁系统等模块的集成。而液位仪的深化应用是通过SCADA系统来实现油库生产和安全管理的网络化、系统化、智能化和信息化功能的关键，也是油库生产调度管理平台(以下简称MES)和企业资产管理系统(以下简称ERP)提供数据支持的重要来源，是建设“智能化本质安全油库”的核心工作。

1 问题的提出

当液位仪安装不规范及自动计量应用深度不够时，将直接影响到油库自动化建设的成效，成为信息系统建设的瓶颈。由于许多已安装使用的液位仪其计量数据与人工计量数据在比对时出现较大误差，导致液位仪数据不能直接采用，许多有液位仪的油库至今还不能代替手工计量，各种进、销、存帐表仍依靠人工生成，数据及时性、准确性、完整性、一致性无法保证，库级信息化管理水平始终难以提高，库存数据也不能远程在线动态监控，未能发挥出自动计量交接和计量管理的作用。液位仪损溢管理功能、流程管理功能、设备检漏功能、安全联锁功能得不到有效发挥，在油品转移、高低液位预警、库存监管上未能充分发挥出液位仪在线监控作用，上级公司不具备科学考核的信息化手段。因此，找准原因，对症治理，彻底解决液位仪不能替代人工以及影响智能化油库建设发展的瓶颈问题，已是当务之急。

2 影响罐区液位计量准确度的主要原因

液位仪数据准确度受以下因素影响：液位仪本身测量精度；平均温度计测量精度；液位仪的安装；液位仪的标定和日常维护；硬件算量。

2.1 罐体变形的影响

液位仪导向管安装时须考虑罐体变形带来的误差因素影响。

a)静水压造成罐体变形，会导致传统安装方式的液位仪基准的位移。当油品重量作用于罐壁和罐底时，罐壁沿径向发生凸出变形；同时罐底垂直方向向下变形 ，因罐底一般设计为上锥形的弹性罐底，在静水压作用下罐底向下有不同程度的变形量；同时罐顶也存在向下位移。以上因素导致液位仪的安装基准将可能位移，甚至位移超过10 mm。

b)罐体金属热膨胀造成液位仪测量基准的位移。日夜温差导致罐壁轴向变形；20 ℃ 的温差可导致罐壁轴向变形超过6 mm。

2.2 液位仪安装的影响

对比国际通行标准做法和中国石化油品销售事业部2013年下发的《油品销售企业油罐自动计量应用指导规范》要求，许多油库的液位仪安装普遍不符合规范。

a)导向管焊接在油罐底板上。当罐底变形时会导致液位仪的测量基准发生变化，同时导向管随着底板的变化也会出现上下位移。

b)液位仪与手工检尺不是同一个测量基准板。手工检尺无法准确核对液位仪测量精度，目前许多油罐的手工检尺点普遍与液位仪距离较远，检测到的环境温度差异也较大。

c)部分导向管安装的垂直度不满足液位仪浮子上下自由活动的要求，影响测量的准确性。

d)导向管未开孔，导向管内外介质有差异。

由于上述原因会导致液位仪安装后无法真正实现储罐的自动计量，因此需要按规范进行改造。

3 解决方案

3.1 采用美国石油学会(API)推荐的安装办法

液位仪要安装直径为200 mm的导向管，并使得液位仪获得稳定的测量基准；不得将导向管在罐顶焊死做刚性固定；导向管底部距罐底不超过30 cm；导向管必须两侧都开孔，建议孔径为 25～50 mm ，孔间距离不超过300 mm ；导向管固定在罐壁下部(第一层圈板侧壁上)，见图1，导向管安装必须牢固尽量避免上下位移； 液位仪和手工计量共用一个水平基准板。

图1 导向管安装示意

3.2 导向管安装技术要求

a)导向管必须垂直，整个导向管在罐底的投影必须是与管径一致且不变形的正圆。

b)导向管内部及开孔必须光滑无毛刺，焊缝必须清除干净。

c)导向管与罐顶连接处使用波纹管做柔性连接(见图2)，可消除油罐因静压力和温度变化产出的变形，从而消除总高变化带来的液位测量不准确问题。

图2 导向管剖面示意

d)人工计量投尺点尽可能接近液位仪，使用同一个可调节水平面的不固定在罐底板上基准板。

3.3 压力变送器的安装要求

压力变送器应安装在水位之上，尽可能靠近罐底，可避免罐壁变形可能带来的位移；要安装在量油口/采样口的附近，并尽可能靠近液位仪，以获得与液位仪一致的稳定基准；尽量避开安装在油罐的南北两极。

3.4 储罐测量方案

采用自动化液位仪、多点平均温度仪、压力变送器(或压差变速器)和混合处理器(罐前处理器)等部分构成的混合计量方案，代替手工计量。

以液位仪数据作为油库管理报表和“四核对”比对数据，人工检尺数据作为复核数据。在满足条件的油库，应配备具有计量认证的便携式储罐电子检尺设备，作为产生计量纠纷时的仲裁工具，同时为“大班制”“一人多岗”管理创造条件。

4 液位仪的应用

a)实现油罐液位仪液位联锁功能，如管理流程的联锁，控制系统操作的联锁，高低液位的安全连锁等。每个储罐均要安装高、低液位报警系统。高液位报警信号须实现与输油泵电源、阀门的连锁联动、控制室声光报警、驳船码头声光报警等功能；低液位报警信号须实现控制室声光报警和与阀门的控制连锁。

b)利用SCADA系统报警管理和安全联动功能。通过液位仪在线监控，当发现满足设定的任一条件(切换高度、时间、收油重量、报警高度)时自动切换到下一收油罐，并自动关闭产生报警的油罐进出阀门，同时给出声光报警指示，可自动防止溢油、浮盘落架等风险。为优化投资，建议将经常操作的关键阀门安装电动执行机构，普通工艺阀门安装阀门定位器。阀门定位器和电动执行机构信号接入SCADA系统，系统自动对阀门操作状态进行核对，对误操作进行报警。此办法即节省投资也可解决错开阀门和现场双复核不到位易出现混油、溢油的风险，实现油品移动中的在线监控，提高本质安全度。

c)利用计量数据在线自动比对，实现管理和控制的联锁。可实现自动计量与收油(槽车、管道、油船)数据、发油系统数据、流量计数据进行在线比对 ，当发现比对数据异常时可自动停止油泵工作。

5 应用效果

a)替代手工。日常罐存计量完全通过液位仪、密度测量仪表的测量数据进行计量，替代人工液位检尺、测温、测密的手工操作，降低劳动强度，提高安全性。

b)账表电子化。可自动生成进、销、存计量保管账，提高管理效率。做到报表机器化，台账电子化，实现自动分析和对损溢的自动预警。

c)计量自动比对。罐存计量系统能对每批次管输进油、公路出库计量数据进行自动对比，数据差异较大时自动报警提示并停泵。

d)作业受控，减少差错。操作人员在系统中选择作业类型、油品、数量三个基本参数，系统应自动优化出作业流程路线，不与其它作业冲突。油库的“四核对”可以从每天一次的事后检查变成实时动态进行，对诸如不正常损溢、流量表误差等，可以更及时准确的发现，数量管理从对结果的监管变成对过程的动态监管。

ResearchonLevelGaugeApplicationintheAutomaticTransformationofOilDepot

Xing Yongjun

(SINOPEC Sales Co., Ltd. Hubei Petroleum Branch, Hubei, Wuhan, 430030)

This paper analyzes the current issues generally exists in oil depot automatic transformation like level gauge installation is not standardized and deepen the application target is not clear, leading to automatic measurement data without the effective comprehensive utilization of oil depot information and low operating efficiency, put forward in the transform of the oil depot automation well liquid level meter installed correctly, to replace the artificial metering technology solutions, so as to promote oil depot automation application technology, informationization level and to promote the efficiency of investment, implement terminal intrinsically safe operation.

oil depot; level gauge; informationization; application

2016-08-17

幸勇军，工程师，1981年毕业于湖北省电子工业学校，1998年获得中南财经大学经济学硕士学位。现就职于中国石化销售有限公司湖北石油分公司，从事油库管理、安全管理工作。