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之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹摘要：油品裝置儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)調(diào)試本文闡述了石化公司化工部油品裝置中的罐區(qū)增加氮封系統(tǒng)的創(chuàng)新，同時(shí)利用霍尼韋爾公司EPKS分散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了過(guò)程參數(shù)的集中采集、遠(yuǎn)程監(jiān)視和實(shí)時(shí)控制。重點(diǎn)論述了系統(tǒng)的組成和控制方案，對(duì)更新改造的問(wèn)題進(jìn)行了分析和攻關(guān)。儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng):由自力式調(diào)節(jié)閥、前后壓力表、附屬管路組成。主要設(shè)備是自力式調(diào)節(jié)閥，該閥是一種無(wú)需外加驅(qū)動(dòng)能源，倚靠被測(cè)介質(zhì)自身的能量，按設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的裝置。它集變送器、控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能于一體。按被控參數(shù)可分為自力式壓力(壓差)、自力式液位和自力式溫度調(diào)節(jié)閥。氮封閥為自力式壓力(壓差)調(diào)節(jié)閥，詳見(jiàn)圖
關(guān)鍵詞：EPKS分散控制系統(tǒng);氮封閥; 控制器; 防浪涌保護(hù)器
0 引言
油品在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，不可避免的存在油品損耗，同時(shí)儲(chǔ)罐呼出的油氣對(duì)環(huán)境和人身的傷害依然嚴(yán)重。特別是對(duì)油品容易氧化，需要保證油品品質(zhì)的儲(chǔ)罐，以上措施效果不佳。采用氮?dú)獬涮钣诠潭斢凸薜挠蜌饪臻g謂之氮封。因氮?dú)獾拿芏刃∮谟蜌舛∮谟蜌庵瞎识纬傻狻?2013年6月化工部對(duì)11臺(tái)油品儲(chǔ)罐進(jìn)行儀表技術(shù)改造，將氮?dú)饷芊饧夹g(shù)應(yīng)用在儲(chǔ)罐上。本次改造為“中石化股份天津分公司化工部油品裝置11臺(tái)儲(chǔ)罐增加氮封系統(tǒng)項(xiàng)目，將未實(shí)現(xiàn)氮封的油品儲(chǔ)罐完成氮封改造。
該工程包括現(xiàn)場(chǎng)儀表更新更換施工及南北罐區(qū)控制系統(tǒng)擴(kuò)容改造組態(tài)調(diào)試。將現(xiàn)場(chǎng)6臺(tái)光纖液位計(jì)以及相關(guān)光纜和控制室內(nèi)相關(guān)的二次表盤(pán)柜進(jìn)行拆除，現(xiàn)場(chǎng)更新為雷達(dá)液位計(jì)。新增11臺(tái)壓力變送器于儲(chǔ)罐頂部，安裝于防護(hù)箱內(nèi)，變送器的遠(yuǎn)傳顯示表頭安裝于罐下利于觀測(cè)的合適位置。11臺(tái)儲(chǔ)罐各增加氮封閥一臺(tái)，根據(jù)罐內(nèi)壓力變化控制氮封閥門(mén)的開(kāi)度。所有現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)送入油品控制室內(nèi)現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)，由于現(xiàn)有DCS系統(tǒng)容量已滿，需要擴(kuò)容。北罐區(qū)控制室內(nèi)新增EPKS C300機(jī)柜（C300系統(tǒng)）及操作站1套，替代原北罐區(qū)二次表機(jī)柜，并且在油品控制室內(nèi)新增一對(duì)交換機(jī)，通過(guò)光纜實(shí)現(xiàn)與北罐區(qū)新增C300控制系統(tǒng)的連接。南罐區(qū)在原有C200控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增一塊AI卡即可，站臺(tái)可利用現(xiàn)有備用點(diǎn)。
化工行業(yè)儲(chǔ)存的許多物料易燃易爆。為提高儲(chǔ)存的安全性,經(jīng)常對(duì)儲(chǔ)存易燃易爆介質(zhì)的液化品儲(chǔ)罐進(jìn)行惰性氣體保護(hù)。因氮?dú)廨^容易獲得且相對(duì)更安全,所以往往采用氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng),俗稱(chēng)氮封。現(xiàn)在,國(guó)家對(duì)危險(xiǎn)化工品儲(chǔ)存的安全要求也越來(lái)越高。一些國(guó)內(nèi)的規(guī)范已經(jīng)明確要求在特定
1 工藝流程簡(jiǎn)介
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥氮?dú)饷芊饧夹g(shù)就是用氮?dú)庋a(bǔ)充罐內(nèi)氣體空間。由于氮?dú)獗扔蜌廨p，所以氮?dú)飧≡谟蜌馍厦妗．?dāng)油罐進(jìn)行大、小呼吸排氣時(shí)，呼出罐外的是氮?dú)舛皇怯驼魵狻．?dāng)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，氮?dú)鈩t自動(dòng)補(bǔ)充進(jìn)罐，減少油品的蒸發(fā)損耗，避免油品接觸氧化。如圖1所示。
2儀表控制方案
氮封閥屬自立式調(diào)節(jié)閥，這樣就做到既隔絕空氣，又保證儲(chǔ)罐不變形的目的。如圖2所示。
儲(chǔ)罐在什么情況下需要選用氮封系統(tǒng)裝置:
1、儲(chǔ)存介質(zhì)常溫(40℃)時(shí)的飽和蒸汽壓不小于88Kpa
2、儲(chǔ)存介質(zhì)接觸空氣被氧化;
3、儲(chǔ)存介質(zhì)接觸空氣發(fā)生聚合;
4、儲(chǔ)存介質(zhì)為水溶性或與水混溶的并對(duì)其中水份有控制要求時(shí)
5、儲(chǔ)存介質(zhì)為水溶性或與水混溶的，并對(duì)其中水份有控制要求時(shí);
6、儲(chǔ)存介質(zhì)毒性較大或易揮發(fā);
7、儲(chǔ)存介質(zhì)含硫，而儲(chǔ)罐材質(zhì)為碳鋼，會(huì)有硫化亞鐵生成，為防止硫化亞鐵自燃;
8、儲(chǔ)存介質(zhì)閃點(diǎn)低于60℃，易燃易爆。
此次罐區(qū)氮封系統(tǒng)改造主要是為了消除安全隱患其中zui重要的就是增加了罐頂壓力遠(yuǎn)傳到DCS上及就地顯示。這樣設(shè)計(jì)不僅在巡檢過(guò)程中隨時(shí)觀察氮封投用的情況，同時(shí)可以在控制室監(jiān)測(cè)氮封情況，并了解歷史趨勢(shì)及氮封投用記錄等情況。
這樣設(shè)計(jì)的目的主要出于安全及環(huán)保角度考慮。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力，有效降低空氣進(jìn)入油罐內(nèi)和油氣排出油罐外的可能性。同時(shí)，在氮封閥損壞、定時(shí)檢修時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油罐壓力變化，有效防止環(huán)境污染和火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
將原有光纖液位計(jì)改為德國(guó)SIEMENS公司的LR250非接觸式雷達(dá)液位計(jì)，精度等級(jí)可達(dá)到±3mm，實(shí)現(xiàn)更高精度的計(jì)量要求。
控制系統(tǒng)方面將罐區(qū)北罐原有二次儀表改造為Honeywell EPKS分散控制系統(tǒng)，利用人機(jī)界面和控制運(yùn)算功能以及數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，將各油罐狀態(tài)及氮封投用情況在控制室里進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)、控制、操作和處理。
項(xiàng)目目標(biāo)是將新增儀表zui終接入現(xiàn)有化工部油品DCS系統(tǒng)，南罐區(qū)和站臺(tái)可以利用原系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容，從而節(jié)約投資。新改造的北罐區(qū)控制系統(tǒng)采用霍尼韋爾公司EPKS C300控制器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，如圖3所示的新增C300控制器。
實(shí)現(xiàn)儀表參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)完成硬件、軟件及與油品控制室原DCS系統(tǒng)的通訊組態(tài)調(diào)試。如圖4所示。
在網(wǎng)絡(luò)搭建及組態(tài)調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方案：
1）北罐新增控制系統(tǒng)與油品DCS網(wǎng)絡(luò)搭建。在原有控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用原有光纖，實(shí)現(xiàn)EPKS C300與原有DCS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)搭建，如圖5所示。
其中，兩個(gè)控制室之間的交換機(jī)通過(guò)光纖和光電轉(zhuǎn)換器連接。首先，對(duì)光纖進(jìn)行調(diào)試，利用光纖測(cè)試筆，確認(rèn)利舊光纖的完好性。光纖利舊，不僅大大節(jié)約了成本，同時(shí)在光纖采購(gòu)、光纖敷設(shè)等方面都縮短了工期，使項(xiàng)目的調(diào)試工作可以順利進(jìn)行。
2）項(xiàng)目組態(tài)在裝置未*停車(chē)狀態(tài)下完成。根據(jù)裝置特點(diǎn)，油罐區(qū)不能*停車(chē)來(lái)配合項(xiàng)目的實(shí)施，這就大大加大了控制系統(tǒng)組態(tài)的工作量及難度。改造前將部分回路接線挪至舊的C200系統(tǒng)機(jī)柜，隨之儀表工程師將在C200系統(tǒng)里為這些回路進(jìn)行建點(diǎn)組態(tài)，使它們能夠正常顯示，新機(jī)柜上電后，再將回路接線挪回至新機(jī)柜，這樣控制系統(tǒng)的組態(tài)不僅配合著工藝生產(chǎn)的要求，同時(shí)每個(gè)點(diǎn)都必須組態(tài)調(diào)試兩遍。
3）解決模擬信號(hào)DCS上沒(méi)有顯示的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)搭接、系統(tǒng)組態(tài)完成后，模擬信號(hào)在DCS上沒(méi)有顯示，通過(guò)分段排查，現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)入控制室AI卡之前的信號(hào)正常，通過(guò)AIDCS服務(wù)器和操作站產(chǎn)生影響，因此需要對(duì)防病毒軟件進(jìn)行個(gè)性化配置，避免病毒掃描機(jī)制對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)器和操作站的常規(guī)服務(wù)產(chǎn)生干擾；廠家都會(huì)對(duì)各種通用的病毒軟件進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)測(cè)試，所提供的解決方案更加成熟可靠。
2）病毒防護(hù)軟件安裝后需定期更新病毒屬性庫(kù)，有些屬性庫(kù)查殺病毒時(shí)會(huì)誤刪機(jī)器內(nèi)的有用文件，廠家提供的方案和病毒庫(kù)文件均已在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)運(yùn)行驗(yàn)證，在各自的系統(tǒng)中使用被證明是安全的，如HONEYWELL公司認(rèn)證的防護(hù)軟件為Mcafee或Norton的軟件產(chǎn)品，EMERSON公司認(rèn)證的病毒防護(hù)軟件為SYMANTEC的產(chǎn)品。
3 安全防護(hù)的管理手段
上述技術(shù)措施能夠比較有效地阻斷計(jì)算機(jī)病毒由上層管理網(wǎng)絡(luò)向控制系統(tǒng)的傳播和非法用戶(hù)的侵入，而發(fā)生在系統(tǒng)維護(hù)和管理過(guò)程中的病毒風(fēng)險(xiǎn)和危害則必須通過(guò)采取嚴(yán)格的管理手段來(lái)規(guī)避[4]。
儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)裝置（氮封閥泄氮閥呼吸閥）是一套自力式微壓力控制系統(tǒng)，主要用于保持容器頂部保護(hù)氣（一般為氮?dú)猓┑膲毫愣ǎ员苊馊萜鲀?nèi)物料與空氣直接觸，防止物料揮發(fā)，被告氧化，以及容器的安全。氮封裝置特別適合用于各類(lèi)大型儲(chǔ)罐的氣封保護(hù)系統(tǒng)。氮封裝置產(chǎn)品具有節(jié)能，動(dòng)作靈敏，運(yùn)行可靠，操作與維修方便等特點(diǎn)，氮封裝置廣泛應(yīng)用于石油，化工等行業(yè)，產(chǎn)品特點(diǎn)無(wú)需外加能源，在無(wú)電無(wú)氣的場(chǎng)合工作。
當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過(guò)設(shè)定值時(shí)，供氮閥關(guān)閉，泄氮閥打開(kāi)（罐頂未設(shè)呼吸閥，或呼吸閥故障打不開(kāi)），將罐內(nèi)多余壓力泄放。在儲(chǔ)罐內(nèi)壓力降低時(shí)，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài)，供氮閥打開(kāi)，向罐內(nèi)注氮?dú)狻９┑y閥前壓力在2 .5Mpa 以下，現(xiàn)場(chǎng)壓力較高時(shí)，可在供氮閥前安裝一只ZZYP 型自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至1 Mpa 以下，以提高可靠性和使用效果。
特點(diǎn)：
氮封裝置的供（泄）氮壓力設(shè)定方便，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。在設(shè)定壓力范圍內(nèi)，如從100mm H20 需調(diào)整到50mm H20 ，可通過(guò)調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力，即可達(dá)到需要新設(shè)定的工藝值。泄氮閥的調(diào)整也是同理。
呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述設(shè)定值調(diào)整好后，為避免呼吸閥啟閉頻繁，呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置。
氮封裝置特點(diǎn)
氮封裝置無(wú)需外加能源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量為動(dòng)力源，引入壓力閥的指揮器以控制壓力閥芯位置，改變流經(jīng)閥門(mén)介質(zhì)流量，使閥門(mén)后端壓力保持恒定。氮封閥公稱(chēng)壓力有1.0、1.6Mpa；壓力分段調(diào)節(jié)從0.5至1000Kpa,工作溫度0～100℃；法蘭標(biāo)準(zhǔn)按GB9113-88，凸面法蘭。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度按GB12221-89標(biāo)準(zhǔn)。
自力式帶指揮器壓力調(diào)節(jié)閥,氮封裝置,氮封閥,自力式壓力調(diào)節(jié)閥,薄膜式壓力調(diào)節(jié)閥
1）封堵計(jì)算機(jī)USB口。事實(shí)證明大量的病毒是通過(guò)使用U盤(pán)進(jìn)行傳播的，要切斷此種類(lèi)型的病毒傳播必須將DCS、PLC操作站對(duì)USB口進(jìn)行封堵，主機(jī)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)改用PS/2接口形式，維護(hù)期間拷貝文件采用光盤(pán)刻錄的方式。
2）對(duì)于系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行Ghost備份，并將Ghost文件分別放在本機(jī)、相鄰主機(jī)和活動(dòng)硬盤(pán)中，一旦發(fā)現(xiàn)病毒即可切斷網(wǎng)絡(luò)連接快速進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)。
3）應(yīng)定期對(duì)系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、流程圖源文件和其它工程組態(tài)文件進(jìn)行分層次備份，對(duì)于大容量的系統(tǒng)備份建議使用新的、活動(dòng)硬盤(pán)，并規(guī)定只能用于控制系統(tǒng)備份，嚴(yán)禁與辦公電腦交叉使用。
4）對(duì)采用非標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)建議不要將各操作站和服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，防止計(jì)算機(jī)病毒通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行傳播，如HONEYWELL的TPS系統(tǒng)。
5）斷開(kāi)不必要的系統(tǒng)連接，如OPC、ModBusTCP等連接，盡量減少控制系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡(luò)的。
6）嚴(yán)格系統(tǒng)的密碼管理，并定期對(duì)系統(tǒng)密碼進(jìn)行修改。
7）對(duì)于已經(jīng)部署的病毒防護(hù)軟件應(yīng)定期對(duì)病毒屬性庫(kù)進(jìn)行更新升級(jí)，以保證病毒軟件的實(shí)際有效性，更新的周期和屬性庫(kù)的選擇應(yīng)參照系統(tǒng)廠家所提供的成熟方案進(jìn)行。
1、左數(shù)*個(gè)和第三個(gè)：*個(gè)是個(gè)閘閥，是用于開(kāi)關(guān)或叫切斷的，通常會(huì)叫做*道補(bǔ)壓閥；第三個(gè)通常叫做第二道補(bǔ)壓閥，這個(gè)符號(hào)明確地說(shuō)就是個(gè)“截止閥”，是用于調(diào)整氮?dú)饬髁康模刂归y調(diào)整流量的性能比較好。
2、正常情況下這兩個(gè)閥都是開(kāi)著的，*道閥全開(kāi)，至少*；第二道閥是*的，是根據(jù)罐內(nèi)壓力情況，或者是根據(jù)BV的出氣量來(lái)調(diào)整的，保證是連續(xù)出氣的。
3、第二個(gè)是放空閥，閥門(mén)底下那個(gè)是管帽，正常這個(gè)閥是不開(kāi)的，管帽也在那堵著，開(kāi)了閥也不通。什么時(shí)候開(kāi)？就是你不允許氮?dú)膺M(jìn)入設(shè)備時(shí)（比如不需要氮?dú)庋a(bǔ)壓了、檢修人員要進(jìn)入罐內(nèi)了），為了防止*道閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)氮?dú)獯牍迌?nèi)，就要關(guān)閉其前后兩道閥，打開(kāi)這個(gè)放空（卸掉管帽）。這樣的話，如果*道閥關(guān)不嚴(yán)，漏過(guò)來(lái)的氮?dú)庖矔?huì)從這里直接進(jìn)入大氣中，而不會(huì)進(jìn)入罐內(nèi)（后面的第二道閥也關(guān)著那，即便它也關(guān)不嚴(yán)，但不嚴(yán)常常是與壓力有關(guān)的，放空開(kāi)了，其輕微的不嚴(yán)，氮?dú)庖膊粫?huì)進(jìn)入罐內(nèi)）。
4 結(jié)束語(yǔ)
控制系統(tǒng)的安全防護(hù)是當(dāng)前石化企業(yè)儀表管理技術(shù)人員無(wú)法回避的課題，隨著企業(yè)逐漸采取扁平化管理方式，系統(tǒng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換情況越來(lái)越多，病毒傳播和非法侵入已成為控制系統(tǒng)安全運(yùn)行的巨大威脅。本文針對(duì)上述課題從技術(shù)和管理兩個(gè)方面簡(jiǎn)要闡述了企業(yè)所能采取的基本措施和安全防護(hù)原則，石化企業(yè)可根據(jù)各自系統(tǒng)特點(diǎn)和防護(hù)原則設(shè)計(jì)安全防護(hù)策略。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
