试论大型液化石油气地下储库的自动化控制及管理

张琦

摘 要：随着我国计算机技术以及管控一体化快速发展，液化石油气的运输和储存工作的自动化管理和控制也已经成为了可能，而这对于提升石油企业的管理水平和真正的实现安全生产也是十分有利的，该文便简单介绍了大型液化石油气地下储库的自动化控制和管理。

关键词：液化石油气 地下储库 自动化管控

中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0179-01

1 大型液化石油气地下储库的管控系统

以某大型液化石油气的地下储库工程为例，其是由六部分组成的，分别为丙烷地下库区、丁烷地下库区、换热操作区、汽车装车区、装船码头区以及卸船码头区，它们是分布在不同的区域内的，并且个别区域之间的距离也达到了3 km。所以，如果从自控流程的角度来看，逻辑控制和连续控制应是同时存在的，并且逻辑控制的结构应更加的复杂。

与普通的炼油装置的自动控制系统相比，库区的监控系统还是存在一定的区别的，当然库区监控系统必须具备控制、监视以及检测等常规功能，同时它还要具备信息管理功能，在控制上主要还是以开关控制的方式为主，模拟量调节回路的方式不多。根据以上的种种特点，我们为此大型液化石油气的地下储库设计了一套兼具顺序控制功能和连续控制功能的DCS。此系统都分布在各区域现场，并且都与控制室内的控制站相连，管理计算机可以对地下储库的运行和销售工作进行有效的管理，从而实现了一个真正的分散型的管控一体化的自动化系统。

2 大型液化石油气地下储库的库区监控系统

在地下储库工程中，地下洞库是其最为重要的组成部分，其能够有效的监控内部的各项参数的变化。而与地下储罐相比，地下洞库在进行仪表选型工作时是有着明显的区别的。地下洞库需要测量的参数有很多，如压力、洞库内的介质温度、液化气液位、凝结水与液化气界位等。在大型液化石油地下储库工程的建设过程中，应特别注意检测仪表的选型和安装工作，工作中如果稍有不当，就可能带来非常严重的后果。

3 液化气调和

在两个地下储库中分别储存着丙烷和丁烷，而销售系统所销售的液化石油气却都是单一的组分，因此，最后销售的液化石油气实际上都是由丙烷和丁烷这两种气体调和而成的。丙烷和丁烷气体相互调和的方案有很多，其中最常用的为两组分闭环比值调和系统、单组分闭环调和系统和在线质量目标值闭环控制调和系统三种。这里我们选择了两组分闭环比值调和系统这种方案，其能够更加准确的控制液化石油气中丙烷和丁烷的体积比。虽然一般情况下，主组分和副组分应各自形成一个单独的闭环调节系统，但是主组分的给定值与副组分的给定值却一定是成比例的，具体的公式总结为：F1=KF2。

当外界因素对主组分的流量产生干扰时，流量就会被动的发生变化，这时主组分调节器就会依据流量定值开始调节工作，而同时经过比值器K时也会使副组分调节器的给定值发生变化，也就是调节比值的过程。经过此过程中，两个流量器的流量值又都回到了最初了给定值，并且其比值也是不会发生变化的。

4 大型液化石油气地下储库的装车控制及销售管理系统

在此大型液化石油气地下储库的建设工程中，我们选择的是分布式装车控制系统，此系统能够最大限度的降低人力、物力和成本，同时也能够实现汽车装车的自动化。作为装车控制系统的重要组成部分，定量装车控制仪能够实现装车过程中的温度补偿、流量补偿、定量控制、防静电连锁以及参数设置等功能，也能够与上位机进行双向通讯。在定量装车系统中，主要有流量计、防静电接地开关、控制阀、防溢开关以及装车紧急停止开关等设备，其中最主要的就是流量计和控制阀这两类设备。

4.1 流量计

在装车控制系统中所使用的流量计，我们通常都选用流量仪表，其精度为0.2级或是0.5级，可以选择的流量计类型有双转子流量计、涡轮流量计、质量流量计、刮板流量计以及腰轮流量计等，工艺管线的安装条件、投资的规模以及介质的实际工况等内容都会对最终流量计的选型产生影响。如果控制系统对精度的要求较高，则建议选择质量流量计、刮板流量计或是双转子流量计。

4.2 控制阀门

在装车系统中，可以选择的控制阀门种类有很多，如电磁阀、电动阀、气动阀以及数字多段阀等等，但是在装车工艺要求中，应尽量避免出现水击现象，并且管道内部的介质流量速度也应是在合理的范围内的。因此，在此地下储库的建设过程中，我们选择了数字电液控制阀，其由两部分组成，即主阀和两个电磁阀，阀的上游端和下游端分别为常开型电磁阀和常关型电磁阀，从而有效的控制主阀的开启状态和关闭状态。

如果两个电磁阀被同时励磁了，那么主阀就会开启，相反如果两个电磁阀的激励都被消除时，那么主阀就会是关闭的状态。如果仅有常开电磁阀被激励，液体就会被锁住。阀盖内部的液体压力是不会发生变化的，阀门提升头也会保持在一个固定的位置上，介质在管道内的流动速度就是恒定的，当操作条件该变化，这种状态才会变化，也就实现了控制阀的“多段头”。当两个电磁阀都被励磁后，常关的电磁阀就打开了，阀盖内的液体就会流到下游段，当介质在管道内的流动速度达到设计值时，阀门提升头也会保持在一个固定的位置，介质的恒定的流动速度也是会随操作条件的改变而改变的，这就是“两段开”的实现过程。

主阀实际上就是一种响应控制设备，它能够将整个控制回路都隔离开来，这样就更容易操作阀门了，并且阀门的开启状态和关闭状态也就能够协调准确了。“两段开”的过程是以中等流量付出液化气的，这样能够有效的减少装车时液面上方的介质蒸汽浓度，同时静电积聚也被降低了。而“多段关”的过程则是逐步的减少流量的过程，既避免了水击现象的出现，也减少了冲过量误差。如果能够合理的应用多段电磁阀，那么对降低静电和能耗以及达到平稳的开启、关闭和高速付给油的效果都是十分有利的。

分布式的装车控制系统能够有效的实现信息集中和分散控制的功能，同时也为销售管理的自动化提供了充分的条件。不同的管理制度和操作要求，所采用的装车业务管理软件和营销管理软件也是有所区别的，将它们分别安装在装车业务管理计算机和上位管理计算机上。前者能够发出各类装车指令并实现各类装车控制功能，并且打印发票、装车业务登录以及统计报表等业务管理功能也是可以在装车业务管理机上实现的，可以随时的查询各个车辆的加气量和加气时间，同时也避免了人为操作时出现的各类失误；而后者则可以及时的收集到销售管理工作中所需要的各类数据和资料，从而帮助管理者准确的掌握全库区的生产情况和销售情况。

5 结语

通过以上对某大型液化石油气地下储库工程自动化控制及管理系统的简要论述，我们发现如果在大型液化石油气的地下储库工程能够较好的应用更为先进的控制及管理一体化技术，那么在企业生产制造的过程中就能够最大限度的降低事故发生的概率，真正的实现安全生产，充分的保证了企业生产运营的经济效益，帮助企业用最快的速度收回投资的成本，而这也正是我国大型液化石油气地下储库工程的发展趋势。

参考文献

[1] 杨毅.天然气地下地下储气库建库研究[J].西南石油学院，2013（5）.

[2] 何琨.浅谈液化石油气储运设施的优化设计[J].化工设计，2013（8）.endprint