LNG储罐仪表监测系统和调试问题分析探讨

摘 要：随着目前我国科技的发展，为了使天然气液化站的重大危险源能够达到可以控制的范围而且也可以合理的安排企业生产的重要系统就是液化天然气（ LNG）的储罐仪表监测系统，其系统是为保证液化站可以顺利生产和运行。在我国国内的储罐管理系统中，液化站中要配置精密的液位温度计。并通过系统的调试，在调试的过程中对发现的问题进行分析和研究并解决处理，这对LNG储罐仪表监测系统具有重要的意义。

关键词：LNG、储罐仪表、监测、调试

一、对储罐仪表监测系统的概述

液化站在安全管理以及生产操作中储罐仪表监测系统占据了重要部分，其是为了保障液化站能够正常运行。在安全管理的方面，对于储罐的仪表进行监测能够实时的了解储罐的内部和外壁以及周围的保护空间，可以确保储罐的结构，能够对整个系统进行全方位的监测[1]。同时储罐的仪表监测系统要做到实时的监测储罐内部气体空间和液体的空间以及介质的温度和密度等，避免液化站的储罐出现危险。本文对液化天然气储罐仪表监测系统进行了详细的描绘，同时对储罐的儀表在监测系统里进行调试的过程中发现的问题及解决方案进行了阐述，最后根据对其进行的总结，为以后的相关系统调试和正常运行打下基础。

二、对LNG储罐仪表监测的系统介绍

在天然气液化站实际的运行过程中，监测系统不仅要能保证好结构自身和存储的介质都处于可以控制的范围内，还要配合工艺进行操作，进而避免产生分层及翻滚等异常现象。其中LNG储罐仪表的监测系统由现场的监测仪表和数据采集单元以及储罐的计量监测系统共同组成。

因为现场监测的仪表是对储罐的内壁和外壁以及底部的温度在不同的高度和维度上出现的温度和密度差，并对泄漏出去的介质进行分层次预防。同时现场监测仪表的采集单元是由表面温度计、平均温度计、伺服液位计以及LTD系统组成的。它们的工作原理如下：

（一）伺服液位计

伺服液位计是由测量的浮子、钢丝和步进的电机以及控制和通信主板等重要部件组成。工作原理是利用我们所熟知的阿基米德浮力定律来测量的，根据液体位置的浮子浮力变化来对其质量监测。

（二）平均温度计

平均温度计的测量方法是通过储罐垂直维度上固定点的气液相平来进行温度的测量，一般每一个储罐都是由2组平均温度计共同测量的，这两组平均温度计分别通过伺服液位计进行连接。并由每组平均温度计中的12个测量温度的节点共同组成的，并且每一个平均测温节点的距离间隔为3米，并放在不同的位置上来对储罐上全部部位上的温度进行检查。同时在储罐的内部，其温度也是由伺服液位计来根据平均温度计的测量和计算得到的。

（三）表面温度计

用于预冷、泄漏检测及储罐热性能评价。

LNC储罐建成投产后在其生命周期内基本上不能进行维护，因而表面温度计在储罐建造阶段就要安装完成。

根据工艺要求，预冷时使用的表面温度计应该安装在内罐底板和内罐外壁，操作时使用的表面温度计安装于吊顶上和内罐外壁上（和预冷时使用的是一套），泄漏检测使用的表面温度计安装于环形空间底板上和热保护角上。由于表面温度计测温点基本上在储罐底部而变送器或接线箱在罐顶平台上，因此传感器到变送器的通信电缆会比较长，为了保护电缆，表面温度计传感器到变送器之间的部分全部包裹在无缝不锈钢管中。

为了保证表面温度计端部测温头位置准确且不会随意移位，表面温度计端部测温头应通过集热块焊接在待测温的位置。

（四）LTD系统

LTD在储罐内部进行实时监控的时候，LNG内部的动态变化在对储罐发生危险情况进行预防有重要的作用。LTD的硬件结构是由产品室以及电路室这两部分共同组成，同时这两部分的附件是有隔离球阀和稳液管以及观察窗组成的。其中LTD的产品室是通过传感器的探头和钢带轮毂以及高低位的开关等这些部件组成[2]。而电路室则是LTD的数据处理系统和通信系统的核心组成部分，电路室由电路转换接头和仪表的电路板还有液位编码以及LCD的显示系统组成。

三、储罐仪表监测系统调试问题

（一）伺服液位计稳液管安装同心度差

伺服液位计在数据的完成投入使用之前要对其单机进行测试。同时在测试的过程对于出现的浮子卡住的现象，并且浮子在液体内经过多次的下降和上升，还依然在同一位置上卡住。

其原因可能是因为在伺服液位计进行调试的时候，储罐就已经完成了预冷工作，所以就不能在截断球阀的状态下来对浮子的松动调整到需要安装和连接的位置。要通过调整好仪表工作的伺服电机中的输出力度，并将伺服电机的外力把浮子进行提高，当浮子上升到储罐顶端以后，取出浮子看是否发现浮子上出现损害，当发现损害的时候要及时对浮子进行更换，这样也是为了防止储罐发生重大的事故。

同时还要对稳液管同心度以及内壁的平滑度在安装的过程中就应该进行详细的检查，这样也是为了避免在工作的过程中出现浮子卡住的现象发生。还要对储罐在投产之前对内罐的清洁度进一步的调试，这样做也是为了发现如果稳液管出现问题时可以及时解决。

（二）数据采集器与 LTD 间通信状态不稳定

在对现场的仪表和数据的采集器之间通信测试时，发现伺服液位计和温度采集器都能对数据进行稳定地传输和采集。但是在LTD的数据采集方面会因为通信的时间过长以及主设备的采集器在切换过程中与LTD在重启后经常会发生通信失败的现象。虽然数据的采集器中，通信接口没有问题，但是在数据采集器进行数据扫描中，可能会出现仪表的通信故障等多种问题。那么就会在最后，对数据的采集器进一步的升级，确保LTD能在多次的信息过程中与数据采集器可以建立正常并稳定的通信。

（三）储罐计量监测系统与 LTD 存在兼容性问题

采用我们所熟知的上位机系统以及LTD，就会在测试的过程中存在许多的问题，比如：LTD 不能够自动执行用户所定义的文件；上位机系统发出的执行命令会被LTD的本地数据进行更改，就导致了系统不能按照用户的定义自动对数据收集；由于系统存在兼容性的问题，也会使上位机软件不能依据用户所设置的文件自动进行数据采集。尤其是现场出现调试的问题时，要对数据的采集系统进行升级，因为要让系统的功能保持完整。

（四）LTD在投入使用中存在的轮毂卡死现象

在LNG储罐投入使用的过程中，当储罐的液位达到 0.5米以后，就应该打开LTD球阀使仪表正常投用，但是有可能会在使用过程中出现钢带在轮毂上缠绕而导致的卡死现象。LTD出现卡死以后，会对LTD上升以及下降的工作操作系统出现无效的指令[3]。同时因为储罐内部存在着介质，如果直接打开内部将轮毂取出，就只能通过电子的内腔来打开并通过专用的工具依靠浮力将浮子上升到储罐的顶部，再关闭截断的球阀，最后进行处理。

总结：通过以上的论述，储罐的仪表监测系统是液化站在生产的过程中所需要进行监测的系统，当系统投入使用以后是需要维护的，同时检查的难度也随之提高了，所以在对系统进行调试和使用的过程中就需要对出现的问题及时处理，避免造成重大的安全隐患。而LTD系统在调试中，虽然其可以检测液位分层，预防翻滚的发生，但其系统的复杂性、兼容性和采购成本的高昂，造成其在储罐系统中的必要性存在一定争议，所以我公司在后续液化站建设中也放弃了这一系统。

参考文献：

[1]王继光，杨春慧，毛伟. LNG储罐仪表监测系统和调试问题分析探讨[J]. 自动化仪表，2017，38（05）：95-98+102.

[2]洪从媛. 双燃料发动机LNG供气系统集成优化及气化性能仿真研究[D].江苏科技大学，2016.

[3]王硕. 北京市天然气管网压力能发电技术方案研究[D].北京建筑大学，2015.

作者简介：

姓名 冯玮玮（出生年1986年.9月），男，汉族，职称助理工程师，籍贯：陕西省延安市，本科学历，计算机网络工程专业，仪表自动化研究方向。