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外測液位計在危險罐區的應用分析
點擊次數:60 發布時間:2019-12-27

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工業儲罐一般為鋼制儲罐,根據儲存介質特性及儲存溫度、壓力等參數選擇碳鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料,其他材質如玻璃鋼、塑料等由于防火、抗壓等因素,不予考慮。

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儲罐

  • 儲罐按結構形式分為:球罐、臥罐、拱頂罐、外浮頂罐及內浮頂罐。
     

  • 球罐:

    球罐為大容量、承壓的球形儲存容器,廣泛應用于石油、化工、冶金等流程工業,常用于作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質的儲存容器。也可作為壓縮氣體(空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣等)的儲罐。


    球罐用于常溫、低溫或深冷儲存。一般用于儲存溫度下飽和蒸汽壓大于大氣壓的物料。

    常溫球罐,如液化石油氣、氮、煤氣、氧等球罐。

    此類球罐的壓力較高,取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機的出口壓力。常溫球罐的設計溫度大于-20℃

    低溫球罐, 這類球罐的設計溫度低于或等于-20℃,一般不低于-100℃。

    深冷球罐,設計溫度-100℃以下往往在介質液化點以下儲存,壓力不高,有時為常壓。由于對保冷要求較高,常采用雙層球殼。

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  • 臥罐:
    臥罐容積較小(一般都小于 100 m3),占地面積大。主要用于酸堿等化學品的儲存,在生產裝置內也常用于小容量的其他介質(儲存溫度下飽和蒸汽壓大于或等于大氣壓的物料)的儲存。臥罐筒體軸向與地面平行,常用鞍式支座,一般為帶壓力儲存,可承受較高的正壓和負壓,屬壓力容器。

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  • 拱頂罐:
    拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉,所以在國內外許多行業應用廣泛,一般的容積為1000 ~10000m3,國內拱頂儲罐的容積已經達到30000m3。

    拱頂罐一般為低壓力儲罐或常壓儲罐,廣泛應用于流體工業,大部分用于乙B和丙類液體,也可用于有特殊儲存需求的甲B和乙A類液體儲存,國外也有用于大型LNG深冷儲存。

    大型酸堿儲罐有時也可選用拱頂罐。

     

  • 浮頂罐:
    浮頂儲罐是由漂浮在介質表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構成。浮頂隨罐內介質儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環形密封裝置,罐內介質始終被內浮頂直接覆蓋,減少介質揮發。


    浮頂罐常用于儲存溫度下飽和蒸汽壓低于大氣壓的甲B和乙A類液體儲存。

    浮頂罐分為內浮頂罐及外浮頂罐。

    外浮頂罐,通常用于存儲諸如原油、汽油或煤油等有揮發性的石油產品儲罐的敞口的圓柱形鋼制儲罐內,相對于無浮頂的拱頂罐來說沒有蒸發的空間。不僅減少產品蒸發損失,同時減少了環境污染,降低了易燃介質與空氣混合形成爆炸氣體的危險性。

    儲罐殼體與外浮頂浮盤之間存在100~500 mm的間隙以保證運行過程中不會卡盤。使用邊緣密封系統以減少邊緣蒸發,在浮頂上有中央排水系統以保證雨雪天積水可以順利排出,避免沉盤事故。

    內浮頂儲罐是帶罐頂的浮頂罐,也是拱頂罐和浮頂罐相結合的儲罐,外部為拱頂,內部為浮頂。內浮頂儲罐具有獨特優點:一是與浮頂罐比較,因為有固定頂,能有效地防止風、砂、雨雪或灰塵的侵入,保證儲液的質量。同時,內浮盤漂浮在液面上,使液體無蒸汽空間,減少蒸發損失85%~96%;減少空氣污染,減少火災、爆炸危險,即使發生火災一般也不會造成大面積燃燒,易于保證儲液質量,特別適合于儲存高級汽油和噴氣燃料及有毒的石油化工產品;由于液面上沒有氣體空間,故減少罐壁罐頂的腐蝕,從而延長儲罐的使用壽命,二是在密封相同情況下,與浮頂相比可以進一步降低蒸發損耗。

    內浮頂儲罐與拱頂罐相比,鋼板耗量比較多,施工要求高;維修不便(密封結構),儲罐不易大型化,目前一般不超過10000m3。
     

  • 罐區的分類:

    流體工業中一般按用途或壓力等級將相應的儲罐集中布置,稱為罐區。


    按介質和壓力等級一般分為常壓罐區、球罐區、酸堿罐區及深冷罐區。

    按用途通常分為原料罐區、中間罐區及成(產)品罐區。

    在各罐區內再根據儲罐類型,介質物性及壓力等級、防爆、防火要求等進一步分成不同的罐組。

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罐區設計采用標準規范

  • 罐區設計經常采用的國內標準如下:

    SH/T3007《石油化工儲運系統罐區設計規范》
    SH/T3014《石油化工儲運系統泵區設計規范》
    SH3136《液化烴球形儲罐安全設計規范》
    GB/T20368《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運》
    GB50160-2008《石油化工企業設計防火規范》
    GB50493-2009《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計規范》


罐區及儲運的安全運行

  • 工業儲罐通常都是易燃、易爆、有毒介質,因此罐區的安全生產永遠是第一位的,防火、防爆、防溢、防抽空等均需要有相應的措施。

    對可燃介質、有毒介質應按規范要求設置檢測器并將報警信號引入有人值守的現場控制室或消防值班室。

    現場檢測器的設置應考慮介質特性、環境條件、風向等因素,同時應考慮檢測器本身的限制。

    除按防火規范進行罐區布局外,應考慮儀表本身的防火要求,通常采用阻燃電纜、金屬槽板敷設或埋地敷設,電纜應從圍堰頂部引至圍堰外,或采取有效的防火封堵措施。


  • 為避免一旦火災發生后的事故擴大,應在可燃介質儲罐的進出口設置緊急切斷閥門,并應保證電源故障或氣源故障時閥門處于安全位置,并在圍堰的出入口處設置緊急關斷按鈕,該按鈕一般以罐組為單位進行設置,即,一旦發生火災將切斷該圍堰內的所有進出儲罐的閥門,當采用氣動閥門時,應采用PVC或尼龍管纏繞閥體。

    緊急切斷閥門必須具有防火結構。

    通過設置合適的儀表實現儲罐的防溢、防抽空,并應考慮儀表失效或誤動作帶來的后果,根據罐區操作的連續性、危險性,通過二取一、二取二、或三取二等措施來解決。

    罐區儀表還應根據規范采取合適的防靜電、防雷措施。

    可燃液體儲罐的液位、溫度、壓力等測量儀器儀表,應采用鎧裝電纜或穿線鋼管配線,電纜外皮或配線鋼管與罐體應做電氣連接。

    現場安裝的儀表應滿足環境要求,現場安裝的電子式儀表應至少滿足IEC60529和GB4208標準規定的IP65的防護等級:非電子式的現場儀表應至少滿足IP55的防護等級。

    所有現場安裝的電子式儀表應根據危險區域的等級劃分,選用符合IEC60079標準或GB3836標準,具有國家防爆合格證的產品。值得注意的是環境的低溫可能增加爆炸力,在GB3836中規定的隔爆認證適用溫度為-20℃以上,因此當環境溫度低于-20℃時應有相應措施或采用其他防爆形式。

     


罐區及儲運的常用儀表

  • 儲罐是流體工業普遍需要使用的儲存設備,主要測量其液位、溫度、密度和壓力(帶壓儲罐)等參數,據以計算出儲液的體積及質量儲量,以及進出口閥門的控制,進出流量必要的計量。

    低溫儲罐的制冷不在此討論。

    儲罐一般分為中間罐和貿易罐(原料、成品)兩大類。

    中間儲罐僅對液位、溫度和壓力(帶壓儲罐)等參數進行監測,以防止油罐發生冒頂、抽真空等事故,不需要交接計量;貿易用罐內介質的液位、溫度、密度、體積、質量則必須監測和計量,且精度要求很高。不同的體積和種類的油罐,所采用液位計的性能特點也不一樣,因此,應根據用戶的需要及投資條件,合理選用液位計,以便達到合理的性能價格比。

    除計量用儀表,其他儀表的穩定性、可靠性的需求要高于精度的需求。

    在儀表選型時應根據環境條件(溫度、濕度、海拔、海洋氣候、風沙等)儲罐形式、罐區檢修及操作周期,結合全生命周期成本,選擇合適的儀表。

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  • 聲納式外測液位計
    定華電子聲納式外測液位計在石油化工行業應用極其廣泛,已有上千家用戶成功使用。外測液位計采用聲納傳播測距原理,“微振動分析”技術從容器外測量液位的儀表,不需要在罐壁上開孔,不用法蘭,不動火、不清罐,不接觸罐內的液體和氣體,可實現在線安裝、維護,是一種完全非接觸隔離式儀表。

    優勢分析:

    技術優勢:

    穩定跟蹤頁面
    具有“微振動分析”和“小盲區”技術,通過先進的智能化處理方法,克服了聲納信號穿透容器壁的大幅衰減及液體聲速改變等干擾因素。可識別和拒絕容器壁余振,多重回波,虛假回波等干擾,智能的回波識別算法,確保液面總能得到有效的跟蹤和監測。

    始終保持高的精度
    當液體的溫度、成分變化較大時,會對聲納信號在液體里的傳播速度產生較大影響,帶來測量誤差,具有“自校準”精度技術,通過在儲罐上找出一段已知長度作為標尺,得出當前狀態下的傳播速度,根據計算液位測量結果進行實時補償修正,從而消除液體溫度和成分變化對測量精度的影響。自動校準功能,能夠始終保證儀表液位測量的高精度。

    產品優勢:

    1.隔離式非接觸液位測量技術非常安全。
    2.安裝調試,從而降低建設費用和維護成本。
    3.更可靠耐用,測量探頭和主機中無機械運動部件,并嚴格密封,與外界隔離,不會磨損或腐蝕。
    4.通過上海儀器儀表自控系統檢測所“功能安全完整性”等級認證,取得SIL3證書。

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