王家沟作业区储罐液位联锁保护技术方案

王家沟作业区储罐液位联锁保护技术方案

王珊珊

国家管网集团西部管道有限责任公司乌鲁木齐输油气分公司 新疆 乌鲁木齐 830011

摘要：针对王家沟作业区进出油管线与储罐高液位没进行逻辑联锁，如果储罐发生溢油时，不能及时将联锁信号发送至进出油管道，易造成管线水击保护，输油管线存在重大安全隐患的问题。为了解决安全隐患，分公司和王家沟作业区梳理作业区所辖储罐及进油管线，经过多次研究确定最终解决方案，选择了最佳的联锁逻辑方案，达到了最佳的保护效果。

关键词：王家沟作业区；储罐液位联锁保护；技术方案

前言

王家沟作业区共计15座原油储罐，37座成品油储罐，每个储罐安装音叉液位开关和储罐液位计，报警信号接入站控系统，作业区成品油进油管线5条，外输管线1条；原油进油管线2条，外输2条。由于王家沟作业区进出油管线与储罐高液位没进行逻辑联锁。如果储罐发生溢油时，不能及时将联锁信号发送至进出油管道，易造成管线水击保护，输油管线存在重大安全隐患。为了解决安全隐患，分公司和王家沟作业区梳理作业区所辖储罐及进油管线。经过多次研究确定最终解决方案，达到最佳的保护效果。

1高液位联锁方式应用情况

大部分油库在储罐高液位保护中，仅完成罐前阀联锁，保证储罐不会存在溢油，确保油库安全生产。王家沟作业区在完成整合前西北销售、油气储运公司分别建设成品油库区和原油库区，均采用此类的解决方案。

此种联锁方式会导致关闭罐前阀后，进油管线持续进油造成管线憋压，后触发输油管线水击保护，引起管线薄弱处受水击力作用，影响管线运行安全。

2高液位联锁实施难点

（1）梳理储罐和输油管线逻辑，高液位联锁保护，确保储罐在触发高液位报警时，还需保障输油管线的安全运行。为确保其他管线运行安全，在储罐发生高液位报警后，怎样分辨储罐所属的输油管线，高液位触发后怎样调度和系统怎样做出应急反应；

（2）PLC之间通讯问题；为了实现逻辑联锁，必须解决罐区与输油管线通讯问题。然而因历史原因，王家沟作业区下位机IP地址复杂，存在多个网段，导致罐区与管线PLC不能正常通讯。

3研究思路

通过调研作业区各罐区、管线高液位、水击等保护程序，确定各设备设施保护逻辑；确定各PLC系统通讯情况；确定上位机更改内容及点位；实施改造项目；现场调试及检查是否有程序漏洞。

4确定高液位联锁逻辑

针对技术难点，对原油库和成品油库现状及工艺流程进行分析，选择最佳的联锁逻辑方案。

4.1原油库区

原油库罐区设计时采用进油管道专用所以储罐进油管线确定。因此，提出原油库北疆油储罐触发高液位报警时，直接触发高液位报警，不关闭罐前阀，将触发的高液位联锁报警接入油气储运公司克乌529管线自动化控制程序中。原油库哈国油储罐触发高液位报警时，直接触发高液位报警，不关闭罐前阀，触发的高液位联锁报警信号接入阿独乌原油管线中，触发管线水击保护程序。具体逻辑见图1。

图1 原油库储罐逻辑

4.2成品油库区

成品油库区存在进油管线多，且单罐进油管线有多条。最适合方案为:储罐触发高液位联锁后，关闭罐前阀，引起进油管线压力升高，储罐下发联锁信号，与进油管线压力升高值同时满足时，随后触发输油管线水击联锁保护程序，停输管线。

该方案可以相应设定高于管线运行压力，在发生高液位联锁时及时触发管线水击保护程序，进而使管线停输，避免管线憋压和水击风险，较为简单实用。逻辑见下图2、图3。

图2 成品油库储罐逻辑

图3 成品输油管线逻辑

5通讯连接

为了实现逻辑相互连通，解决罐区SCADA控制系统与输油管线的SCADA控制系统通讯问题，保证联锁逻辑信号能顺利收发。需要将油库SCADA控制系统通过硬件改造实现通信功能。将不能正常通讯的IP进行更改、优化网络路径，将不同网段进行并网，实现各下位机相互通联。

6下位机更改

完成逻辑确定，网络物理联通后，开始实施逻辑更改与调试，以确定最终逻辑；成品油新增液位联锁控制逻辑主要分为两部分。第一部分：液位联锁关闭罐前阀，PLC主要程序；第二部分：罐前阀关闭完成后进站压力联锁触发水击，对应PLC主要程序。原油新增液位联锁控制逻辑，对应的PLC程序为图4：

图4新增液位联锁控制逻辑对应的PLC程序

7 HMI修改

HMI上对触发联锁的信号源、触发过程、触发结果进行报警记录，涉及自动停输、倒罐的报警设置为一级报警，在延时期间无法确认消音，相关储罐、管线如不在当前页面显示需要自动弹出至画面最前方；成品油储罐液位联锁示意图5：

图5 成品油储罐液位联锁示意图

8创新点及应用

（1）通过对现场工艺进行了解分析，确定原油与成品油不同的逻辑联锁；

（2）通过分析和逻辑设计，将整个变更做到程序自动进行，减少人为选择，提高自动化水平；

（3）进行网络优化、变更，完成各PLC通讯，为实现联锁奠定网络基础。

作业区顺利完成项目施工和变更，并对储罐和进油管线进行测试，测试结果均按方案执行，项目达到较好效果，提高了作业区输油设备设施安全性，具有很好的安全效益。