密闭定量装车控制系统的工程设计及其应用

工程设计及标准　石　油　化　工　自　动　化，２００６，４：３２　ＡＵＴ０ＭＡＴ１０Ｎ　ＩＮ　ＰＥＴＲ（）＿ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　密闭定量装车控制系统的　工程设计及其应用　王凤丽　（中国石油集团工程设计有限责任公司辽阳分公司，辽宁辽阳　１１１００３）　摘要：根据辽阳石油化纤公司金兴化工厂密闭定量装车控制系统中工艺介质（丁二烯等）易挥发的特点，笔者简述了密闭　定量装车控制系统的工艺及仪表流程（简称Ｐ￣ＩＤ），并就系统组成、自动控制过程及系统功能作了详细介绍，对使用情况进行　了简要说明。　关键词：挥发性介质；密闭定量装车控制系统；装车业务站；安全保障　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００７—７３２４（２００６）０４—００３２—０２　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｎｃｌｏｓｅｄ　Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　Ｔａｎｋｅｒ－Ｆｉｌｌｉｎｇ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｗａｎｇ　Ｆｅｎｇｌｉ　（Ｃｈｉｎａ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｌｉａｏｙａｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｉａｏｙａｎｇ，１１１００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｉＳ　ｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｄｉｕｍ（Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ　ｅｔｃ．）ｏｆ　ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ｑｕａｎｔｉ—　ｔａｔｉｖｅ　ｔａｎｋｅｒ－ｆｉｌｌｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｌｉａｏｙａｎｇ　Ｊｉｎｇｘｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｌａｎｔ．ｔｈｅ　Ｐ＆ＩＤ　ｏｆ　ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ｑｕａｎｔｉｔａ—　ｔｉｖｅ　ｔａｎｋｅｒ－ｆｉｌｌｉｎｇ　ｉｓ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ，ｃｏｎｔｒｏｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ　ｂｒｉｅｆｌｙ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｄｉｕｍ；ｅｎｃｌｏｓｅｄ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｔａｎｋｅｒ－ｆｉｌｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｔａｎｋｅｒ—ｆｉｌｌｉｎｇ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ　ｓｔａ—　ｔｉｏｎ；ｓａｆｅｔｙ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　在石油化工、储运工程项目中经常涉及石油化　２系统组成及自动控制过程　工产品密闭定量装车控制系统的工程设计，由于以　２．１　系统组成　往设计很少考虑介质的易挥发性，常常出现理论设　根据该厂汽车装车的实际情况，５个鹤位由１　计装车量与实际装车量不相符的现象。笔者在为　台汽车装车业务站管理，汽车装车业务站布置在鹤　辽阳石油化纤公司金兴化工厂丁二烯等介质的定　位附近的控制室内（包括计算机１台、打印机１　量装车控制系统的工程设计中，与工艺专业一同考　台）。在现场的每套（每一个鹤位）密闭定量装车控　虑了该介质易挥发的特性，采用鹤管液下密闭装　制系统包括：１）防爆并带有Ｒｓ．４８５串行通信接口　车，并在油气回收管线上设置了计量仪表及控制　（与计算机通讯）的双路定量装车控制仪（以下简称　阀。并选用先进的计算机管理系统，提高了自动化　定量装车控制仪）１台；２）防爆质量流量计１台；３）　水平，避免了以往采用人工计算所造成的偏差。　压力变送器１台（补偿用）；４）防爆涡街流量计１　１　工艺及仪表流程　台；５）防爆气动活塞式两段切断球阀１台；６）防爆　该厂共设５个汽车定量装车鹤位，介质分别为　气动０型切断阀１台。　抽余油（３个鹤位）和丁二烯（２个鹤位）。　定量装车控制仪为“上海高创电脑技术工程公　产品丁二烯年产量３５　ｋｔ，在该厂新建２台　１０００　ｍ。（Ｒ一１０１，Ｒ一１０２）球形储罐进行储存，然后　收稿日期：２００６—０２—２０；修改稿收到日期：２００６—０４—２０　由Ｐ一１０７，Ｐ一１０８送往丁二烯汽车装车栈台２个鹤　作者简介：王凤丽（１９６６一），女，辽宁辽阳人，１９８９年毕业于抚　位（１　，２　鹤位）定量装车出厂。现以丁二烯密闭　顺石油学院（现改名为辽宁石油化工大学）自动化系生产过程自动　定量装车系统为例，其工艺及仪表流程如图１所　化专业，获学士学位，现在中国石油集团工程设计有限责任公司辽　示。　阳分公司自控室从事自控设计工作，任工程师　维普资讯 http://www.cqvip.com

第４期　王凤丽．密闭定量装车控制系统的工程设计及其应用　司，，生产的产品，其他仪表均随定量装车控制仪配　套供货。　丁二烯装车泵　丁二烯装车泵　图１　工艺仪表流程　２．２　自动控制过程　于管理。计算机将所有设置操作的内容、时间、操　安装在１　鹤位的定量装车控制仪ＦＩＱＳ６０１　作人等资料存盘记录。为了加强管理，禁止无关人　接受开始装车的命令后，按预定程序分别打开安装　员乱操作，计算机操作设有多种权限，严格的操作　在丁二烯液相管道ＰＬ４１７上的气动活塞式两段切　管理可以帮助操作工提高工作责任心，避免因操作　断球阀ＦＶ一６０１ａ和安装在丁二烯油气回收气相返　失误引起的事故。６）通信：计算机通过ＲＳ－４８５通　回线ＰＧ４０９上的气动Ｏ型切断阀ＦＶ一６０１ｂ，同时　信接口从５个定量装车控制仪巡回采集数据，在彩　采集质量流量计ＦＴ一６０１ａ和涡街流量计ＦＴ一６０１ｂ　色显示器上显示装车动态，制作打印有关报表等。　的流量信号，达到预定装车量时，ＦＩＱＳ６０１输出自　各控制仪需要的参数，如流量系数，膨胀系数等，也　动关闭ＦＶ一６０１ａ和ＦＶ一６０１ｂ的信号，同时联锁停　通过通信接口传送至各控制仪。７）销售管理：装车　丁二烯装车泵Ｐ一１０７。　业务计算机内有一实时数据库，通过它可进行实时　其他鹤位的装车自动控制过程同上。　数据统计，生成销售报表，记录每笔装车详细情况，　３　系统功能　如：预装量、实装量、开票人、装车人、开始时间、结　１）装车定量控制、程序控制、直接控制，完成发　束时问、皮重、毛重、净重、油品名称、装车单位、提　油的全过程。２）显示液相和气相瞬时流量、累积流　油人、车号、鹤位等。这些对于强化销售管理，提高　量，计算并显示本次实际发油量（进、出量差值）。　管理水平和销售效益，防止各类差错有很大益处。　３）装车现场实时工况监视：操作工可以在现场通过　８）安全保障：不少油料和化工料是易燃易爆品（丁　定量装车控制仪的显示面板监视各车位的装车情　二烯、抽余油就是易燃易爆品），在装车过程中流动　况。４）通过控制调节两阶段批量控制阀，有效减小　的物料会产生静电，过高的静电积累容易产生火　装车过程的水击，同时保证小流量时的控制精度。　花，引起火灾。　５）操作管理：汽车定量装车可以提高装车效率，减　该系统采用带接触电阻检测的专用防静电接　小人为因素干扰。装车管理计算机与现场定量装　地夹，用接地夹将槽车接地的同时，还可监测接地　车控制仪进行实时通信，在计算机中设置的装车　夹与槽车的接触电阻，即间接检测槽车的接地电　量，能下载至指定鹤位的定量装车控制仪上。在联　阻。在开始装车及装车过程中，如检测到接地电阻　机状况下现场定量装车控制仪是不允许有参数设　大于１００　Ｑ时，表示接地不良，系统拒绝启动装车　置功能的，所有装车参数设置全部在装车业务站内　操作或立即暂停装车，关闭阀门，并报警提示。对　的计算机上进行，这样不仅可以避免差错，而且利　于系　（下转第４２页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

石油化工自动化　ＡＰＩ一体积曲线获得，再转化为相对密度。然后使　ＡＳＴＭ（３０）一ＡＳＴＭ（５０）一（ＡＡＳＴＭ）．　用辛普森（Ｓｉｍｐｓｏｎ）规则在沸点范围内沿着ＡＰＩ一　（１３）　体积曲线积分得到侧线产品的质量。　ＡＳＴＭ（７０）一ＡＳＴＭ（５０）＋（ＡＡＳＴＭ）　所有侧线产品的质量使用上面介绍的两种方　（１４）　法之一由ＡＰＩ一体积曲线计算得到。　ＡＳＴＭ（９０）一ＡＳＴＭ（５Ｏ）＋　２．３　恩氏蒸馏曲线和实沸点曲线的互换　（ＡＡＳＴＭ）　＋（△ＡＳＴＭ）．　（１５）　侧线产品的ＴＢＰ曲线就是进料ＴＢＰ曲线在　ＡＳ丁Ｍ（１００）一ＡＳＴＭ（５０）＋　侧线产品ＩＢＰ和ＥＢＰ之间的部分。侧线产品的　（ＡＡＳＴＭ）　＋（ＡＡＳＴＭ）　＋（ＡＡＳＴＭ）　（１６）　ＡＳＴＭ曲线可用来计算侧线产品的其他性质，每　据称这种方法比其他方法都准确　。　种馏分的ＡＳＴＭ曲线都是使用下面的过程从　３简化模型和ＯｈｅｍＯａｄ模型比较　ＴＢＰ曲线转化得到。使用该过程的逆过程就可以　上述模型为简化模型，因此有必要把它和更严　把ＡＳＴＭ曲线转化为ＴＢＰ曲线。把ＴＢＰ曲线　格的模型比较，来判断建立的模型能否满足需求。　转化为ＡＳＴＭ曲线的过程如下。　为了这个目的，建立了ＣｈｅｍＣａｄ模型用于比较。　１）使用式（９）把ＴＢＰ５０　点转化为　在ＣｈｅｍＣａｄ模型中，使用４５个虚拟组分来表现原　ＡＳＴＭＳＯ　点。　油进料。ＣｈｅｍＣａｄ模型中使用的原油、加热炉温　１　　‘ＡＳＴＭ（５０）一　（ＴＢＰ（５０））丽（９）　度、侧线产品的ＡＳＴＭ９５　点、抽出塔板位置等输　入条件和简化模型相同。　式中　ＡｓＴＭ（５０）一ＡｓＴＭ体积分数为５０　时　简化模型和ＣｈｅｍＣａｄ模型使用相同的分离指　的蒸馏温度；　标，得到的侧线产品流量比较如表１所示，大部分　ＴＢＰ（５０）…ＴＢＰ体积分数为５０　时的　侧线产品的流速匹配非常好，说明该估算方法合　蒸馏温度。　理，可用于侧线产品性质的快速估算。　２）使用式（１０）把ＴＢＰ曲线上两点之间的温　表１　简化模型和ＣｈｅｍＯａｄ模型体积流量　度差转化为ＡＳＴＭ曲线上两点之间的温度差。　计算结果比较　１　，　（△ＡＳＴＭ）女一÷（ＡＴＢＰ）亩　（１０）　ＢＢＩ　／ｄ　儿　式中　（△丁ＢＰ）　——ＴＢＰ曲线上两点之间的馏　出温度差；　（ＺｘＡＳＴＭ）　——ＡＳＴＭ　Ｄ８６曲线上两点之　间的馏出温度差。　参考文献：　３）其他ＴＢＰ温度使用式（１１）～（１６）计算。　１　Ｗａｔｋｉｎｓ　Ｒ　Ｎ．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｒｅｆｉｎｅｒｙ　Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ、Ｓｅｃｏｎｄ　Ｅｄｉｔｉｏｎ、　ＡＳＴＭ（Ｏ）＝ＡＳＴＭ（５０）——Ｈｏｕｓｔｏｎ：Ｇｕｌｆ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｏｏｋ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，ＴＸ，１９７９　（＆ＡＳＴＭ）４一（＆ＡＳＴＭ）５一（＆ＡＳＴＭ）６　２　ｘｕａｎ　ＬＩ．Ｒｅｆｉｎｅｒｙ－ｗｉｄｅ　０ｐｔｉｍｉ２ａ　ｉ。ｎ［Ｄ］・Ｔｅｘａｓ　Ｔｅｃｈ　ｕｎｉｖｅｒｓｉ＿　ｔｙ．２０００，５：１６～６７　（１　１）　３　Ｄａｕｂｅｒｔ　Ｔ　Ｅ．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｆｒａｃｔ［。ｎ　ＤｉｓｔｉＵａｔｉ。ｎ　Ｉｎｔｅｒｃ。ｎｖｅｒｓｉ。ｎｓ．　ＡＳＴＭ（１０）＝ＡＳＴＭ（５０）一　Ｈｙｄｒ０ｃ．Ｐｒ０ｃ．１９９４，７３（９）：７５￣７８　（△ＡＳＴＭ）４一（△ＡＳＴＭ）５　（１２）　‘＋。—＋＿　＋　＋　＋　＋　＋　＋。＋　＋　＋　＋　＋＊＋一＋＊＋一＋－＋－－４－一－＋－．－＋－一－＋－－－＋－－－＋－－－＋－－－＋－－－＋－－－４－－－＋－－－４－－－＋－－－＋－－－＋－－－＋－．－＋－－－＋－＊＋一＋－＋－＋一＋一＋＊＋一＋．＋　＋．＋．＋．　（上接第３３页）　理，提高了职工作业质量，减少了装车过程中出现　统产生的每一项报警，业务计算机均记录在案，且　的跑、冒、滴、漏现象。密闭定量装车和油气回收工　任何人无权修改，这样可以督促操作人员及时处理　艺设计，使职工的操作环境得到明显改善，使职工　各种报警。　的身体健康得到保障，也使贸易结算更加公平、合　４使用情况　理。　该定量装车控制系统在２００４年１０月正式投　参考文献：　用，运行一直稳定可靠，用户反映良好。密闭定量　１贾煜・成品油密闭定量装车系统的设计与实践，石油化工自动　装车控制系统的正常运行，不仅创造了可观的经济　化＇　。。　‘　：　～　。　效益，而且产生了良好的社会效益。严格的操作管