国外储罐防溢油液位的设置

杨梅

中国石油工程建设有限公司华北分公司（河北 任丘 062550）

0 引言

储罐溢油不仅会造成油品损失、环境污染，而且易燃、可燃液体的溢出可能会导致燃烧，危害人身和财产安全[1-2]。储罐收油作业时，必须避免溢油发生。通过设置液位报警和自动连锁，协助操作人员及时切换储罐或关断来油，避免发生溢油事故[3]。

对于国内项目，固定顶罐的设计储存高液位宜考虑罐壁高度、泡沫产生器高度、10~15 min 最大进液量折算高度和安全裕量；浮顶罐的设计储存高液位宜考虑浮顶的设计最大高度、10~15 min最大进液量折算高度和安全裕量[4-5]。针对国外炼厂、油库、站场或管道终端内接收石油产品的地上储罐，其防溢油液位的设置与国内的要求有所不同[6]。按照API 2350—2012，国外储罐防溢油液位的要求详见表1[7-8]。

表1 API 2350—2012对储罐防溢油液位的要求

1 储罐防溢油系统类别

操作人员应从防溢油角度，根据储罐液位计量及报警系统的设置对储罐进行分类。通常可以将储罐分为3类[9]：

1类储罐：手动计量液位。1类储罐的防溢油系统通常不包含仪表，即使有仪表，也是就地仪表，不会将液位或报警信号上传。如果需要切换储罐或关断来油以避免溢油，需要操作人员手动完成。

2 类储罐：带高高液位报警的储罐自动计量系统。液位和高高报警使用相同的传感器，液位信号和报警信号均可上传至中央控制室，在中控室可实现切换储罐或关断来油。

3 类储罐：储罐自动计量系统和独立的高高液位报警传感器。液位信号和报警信号可上传至中央控制室。当自动计量系统因停电或故障失效时，独立的报警传感器可实现中断来油[10]。

根据经验，油库中的储罐通常采用伺服液位计结合独立的液位开关报警，属3类储罐。

2 防溢油液位的设置

国外储罐的防溢油系统至少应包含3个关键液位，即CH液位、HH液位和MWL液位。若储罐采用了AOPS 系统，则还需确定AOPS 液位，在此液位自动连锁，中断来油。

2.1 CH液位

确定储罐防溢油液位的基础是确定CH 液位。CH 液位基于储罐物理特性确定，是储罐不发生损坏时油品能达到的最高液位。CH 液位应参考以下工况取最小值：①溢油液位；②浮盘、浮盘密封、浮盘支腿、泡沫挡板或其他附件与储罐结构发生机械接触造成损坏的液位：③超出储罐允许应力的液位；④由业主或操作人员指定的低于上述3 种工况的液位。

根据经验，储罐的临界高液位（CH）=罐壁高度（TH）-浮盘厚度（FR）-裕量（A），如图1所示。当储罐非浮顶罐时，FR=0[11]。

图1 储罐临界高液位（CH）

2.2 HH液位

HH 液位是在CH 液位下部设置的报警液位。HH 液位和CH 液位间的垂直距离根据最大进液流量下中断来油所需响应时间计算确定。此距离应保证在CH液位触发前及时中断来油。考虑到数据错误或操作失误，距离不应小于76.2 mm（3 in）[3]。液位达到高高报警液位后应尽快降低至MWL液位。

2.3 MWL液位

MWL 液位设置在HH 液位下部，是正常运行情况下油品能够到达的最高液位。MWL 液位无需设置报警信号，但应有警告信号，提醒操作人员及时采取行动，避免触发HH 液位报警。MWL 液位和HH 液位间的距离应考虑响应时间或设施操作，该距离应足够大，以避免因油品热胀、湍流或风导致的油品波动、地震导致的油品飞溅等因素触发HH液位报警[12]。

2.4 AOPS液位

AOPS 液位是在CH 液位下部设置的自动中断来油液位。AOPS 液位和CH 液位间的垂直距离基于最大进液流量下自动连锁系统中断来油所需响应时间确定。考虑数据错误或操作失误，此距离不应小于76.2 mm（3 in）[3]。AOPS液位通常设置在HH液位上部，考虑MOPS 操作人员手动中断来油所需的时间。

2.5 响应时间

当触发报警或警告信号时，为了避免触发更高一级的报警或警告，避免溢油或储罐损坏，执行切换储罐或关断来油所需的时间即响应时间。响应时间通常根据计算获得，至少应考虑以下几个因素：①探测到报警或警告信号后，通知操作人员的通信时间。为避免误报，通常应包含核实时间；②操作人员分析情况并做出正确反应的时间；③系统启动所需时间（切换储罐或关断来油）；④完成操作所需时间；⑤核实系统正确响应所需时间，或系统未正确响应时采取相关行动所需时间；⑥安全系数。

当响应时间计算有困难时，HH 液位的响应时间可参考表2确定。

表2 HH液位最小响应时间

2.6 防溢油液位的设置

带AOPS 液位的储罐防溢油液位通常按图2 所示设置。

图2 带AOPS液位的储罐防溢油液位设置

3 结语

储罐防溢油液位的设置，国内外要求有所不同。针对国外项目，以API 2350—2012 为基础，从防溢油角度出发，根据液位计量及报警系统设置的不同，将储罐分为3 类：手动计量液位的储罐；具有自动计量系统且带高高液位报警的储罐；具有自动计量系统且带独立高高液位报警的储罐。根据储罐物理特性确定其CH 液位，结合中断来油所需响应时间递推出HH 液位和MWL 液位。对于有液位连锁要求的储罐，需设置AOPS 液位，此液位处于HH液位和CH液位之间。当AOPS的液位报警信号触发时，自动连锁中断来油，实现防溢油。