石脑油卸车工艺优化及控制技术的研发 - 图文(7)

第5章应用控制技术的石脑油卸车系统概述

应有的损失；

(2)单凭人工直观判断卸车过程中的静电接地情况，对火灾危险性很高的石 脑油卸车操作而言，是不可靠的，在此情况下，如静电积聚极易引起火灾、爆炸 事故，是相当严重的安全隐患

(3)由于卸车输转泵房为地下泵房，给卸车操作带来了诸多不利因素，一方 面由于供应方生产工艺和装置稳定性影响，石脑油中含有H2S浓度过高，严重时 H2S浓度高达1000ppm，使卸车过程中泵房内有大量的H2S有毒有害气体积聚， 严重破坏了职工的操作环境，一方面在火灾、设备故障等异常情况下，职工到地 下泵房去进行泵或阀门的操作会引起不必要的伤亡(大气中H2S浓度超过1 000ppm 会导致闪电死亡)，但如不去操作，势必会波及生产厂，从而引起更大的损失；

(4)在卸车过程中，根据适时观察到的中间缓冲罐液位来调整输转离心泵的 运行参数，即增加了职工的操作强度，又不利用设备的优化运转，从而影响卸车 速度或导致离心泵抽空而损坏设备。

(5)按设计规范和安全、环保操作要求，石脑油卸车过程中应实现全密闭卸 车，由于没有相应的检测和控制设施等原因的限制，使职工在卸车过程中需不时 地提起卸车鹤管观察车内情况，以准确掌握卸车进度，这种做法的后果一是不符 合当前环保的有关要求，石脑油气体的挥发不但加大了大气污染，增加了产品损 耗，而且不同程度地恶化了职工的操作环境，二是使职工增加了不应有的劳动强 度，三是使卸车操作存在一定的安全隐患。

5．2石脑油卸车设备总述

该卸车系统主要设备有：6台卸车离心泵，3台真空泵，共52个卸车鹤位(含

52台潜油泵)，3个中间缓冲罐，2个真空罐，卸车泵房后设有分别通向裂解装置 辅助罐区的输送管线。

在本次石脑油卸车系统自动控制系统开发的过程，根据目前新设备、新工艺 的发展方向，本着向高效、无污染、无泄漏的目的，主要在输送泵的选型上进行 了大胆的尝试，将原有的普通离心油泵更换为不存在动密封的无泄漏的磁力泵。

磁力泵是一种不存在动密封的无泄漏流体输送机械。主要针对叶片泵中的离 心泵进行设计，通常由泵体、隔离套及连接部件组成能够承受压力的屏蔽密封腔 体。在密封腔体的外部有一个旋转的永磁场，并通过磁场的作用，带动密封腔体

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中围石油人学(华东)T程硕上学位论文

内部的磁性转子部件同步旋转，而密封腔体内部的转子部件带动叶轮实现对流体 的做功。由于由定子部件组成的屏蔽密封腔体不存在动密封，并且带动叶轮做功 的旋转轴不穿出屏蔽密封腔体。从而保证了磁力泵的零泄漏、无污染。磁力泵同 普通密封泵比较具有全封闭、无泄漏，防毒、防爆，运转可靠，使用寿命长，运 转平稳，振动小、噪音低。缩短了操作人员与有毒、有害介质的接触时间等优点。 对于大部分物料属有毒有害、易燃易爆物品的高危化工行业来说，广泛推广磁力 泵的应用将具有实际的意义。

综上所述，石脑油的物化特性决定了卸车过程中存在的危险性是必然的，特 别是夏季卸车过程中，稍有不慎，一则会造成设备抽空、气蚀等损坏设备；一则 会引起火灾、爆炸和中毒等安全生产事故，造成企业财产损失或人身伤亡。结合 当前“以人为本\的安全生产形势，为保证企业正常的安全生产，对石脑油卸车 进行安全控制是有必要的。

第6章安全控制措施的实现

第6章 安全控制措施的实现

针对前面所述问题，对静电接地情况、潜油泵运转情况、中间缓冲罐液位、 真空缓冲罐液位和离心泵分别采取了不同的控制方式，有效地保证了整个卸车系 统的安全运转。

6．1采用静电接地报警器来检测静电接地状况

对于静电接地情况，以往只简单地通过人工将静电夹子夹在槽车口上，直观判断卸车过程中的静电接地情况，其接触是否良好以及卸车过程中由于鹤管的振动导致其松动对静电接地的影响程度没有确切的监测手段，因此，在卸车过程中可能会形成大量的静电积聚，在一定程度上给安全生产埋下了隐患。

静电接地报警器的作用就是检测卸车过程中的静电积聚程度并将积聚的静电 荷通过接地系统消除。在卸车过程中，静电检测夹夹持在槽车上检测静电接地， 基于卸车时车内存有大量的轻质油品，与通常的装车不同，因此静电接地线上设 有防爆开关，在夹持前断开开关切断静电接地，防止夹持过程中产生火花，在静 电夹夹持牢固时闭合开关接通线路进行静电释放和检测。从而实现了对静电接地 夹持不良或鹤管振动造成接地不良情况进行有效地检测，通过检测接地电阻的阻 值是否符合要求(小于50Q)，大于50Q时报警器声光报警被触发，提示操作人 员检查确认，为安全卸车提供了有力保证。

6．2在卸车过程中对潜油泵泵轴温升的控制

在卸车过程中，当液位降低一定程度时，潜油泵(卸车主泵)处于空转状态， 扫仓泵(卸车副泵)正常工作状态，当液位进一步降低时，扫仓泵也基本处于空 转状态。人工卸车时，主要通过人工观察槽车内残液的多少来确定是否应该停泵。 操作的缺陷是，人工判断了液位的高低，空转造成的温度升高则无法得到监控。 设备空转造成的温升，在一定程度上给安全生产埋下了隐患，不但可能造成设备 故障，甚至会酿成火灾、爆炸事故的发生。

电机综合监控保护器具有轻载保护功能，在此基础上提高电流检测精度和开发0～

30分钟延时可调保护功能及O～30分钟延时可调复位功能，从而达到保护卸油泵的目 的。具体保护程序如下：

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中国石油人学(华东)工程硕十学位论文

(1)在检测到扫仓泵开始工作电流值时计时。在设定的25--一30分钟(可调)时间 内断开机油泵电机电源，卸油泵停止工作，达到保护目的。

(2)经过设定的时间20～30分钟(可调)，油泵温度降到可以再次运行的工作条 件，保护功能自动复位，油泵可以再次启动运行以达到槽车底油抽净的目的。

常用的综合保护器轻载保护延时不大于2分钟，复位延时不大于2分钟，不能满足 卸油泵保护要求。在此基础上对保护器的轻载延时和复位延时进行0～30分钟可调时间 的开发，在保护器动作时间上满足了卸油泵的技术要求，达到了保护的目的。设备研发 时，同时开发了设备的通讯功能，设备具有RS．485通讯接口，可实现对综合保护器的运行状况进行远程计算机监控，根据生产情况的变化随时远程修改设备的参数，保证设备处于最佳运行状态。

采用检测潜油泵的电机电流来判断卸车状态，并进一步对其运行状态进行控制。当潜油泵的负载不同时，电机工作电流随着负载不同而变化。整个卸车过程中，电机电流是逐渐降低的，通过实际测算和试验得出，电机电流在卸车开始是呈均匀下降的，到达一定液位时，电流阶跃性降低，形成向下的拐点，拐点处电流在8A左右，这一现象说明潜油泵主泵已经处于空转状态，随后的卸车过程中电机工作电流依旧呈均匀下降态势，卸车到一定程度后，电流值再次形成拐点突然降低，电流在7A左右，这说明扫仓泵此时也基本处于空转状态(具体见如图6一1)。经过多次卸车过程的跟踪检测，电流产生再次突变20分钟左右。由此，根据电流拐点参数值设置延时关闭时间，使潜油泵运转时间得到优化，有效改善了由于泵空转造成轴温升高的现状，提高了石脑油卸车的安全系数。

卸车时间 (分针)

图6-1

卸车过程中电机电流变化趋势图

Fi96—1

Unloading process motor current change trend chart

根据以上原理，我们与厂家联合研发了“卸油泵低液位综合保护器”，保护器具

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第6章安全控制措施的实现

有低液位电动机过载、断相、堵转，过电压、过电流、三相不平衡、短路、通讯、远控、 在线修改参数、设备运行监控等功能和1'---'30分钟低液位延时复位功能。并且消除了长 期以来由于机械式热继电器动作后自动复位不可靠，影响正常生产的设备隐患。电气保 护更加完善、可靠。并且能够利用通讯功能对运行情况进行全面监控，有效的保护设备 防止卸油泵轴承烧坏，避免重大爆炸事故的发生。使我厂石脑油卸车系统在保护、监控、 远控、通讯等技术方面处于同行业领先水平。

6．3变频技术在卸车过程中的具体应用

石脑油卸车采用正压辅助卸车，一般是罐车对位后，4～6个鹤位一起卸，卸到中 间罐中，然后开启l\个离心泵，正常卸车中，中间罐必须始终保持在一定的液位范 围，卸车过程中，操作工只是凭借经验和管道压力，来调节离心泵出口阀，使来料流量 和付料流量大体相当。而当罐车中油料卸完或抽底油时，中间罐中油位将迅速下降甚至 被抽空，造成离心泵抽空损坏，在以往的卸车过程中发生过此类事故。槽车内物料何时 卸完，操作人员一般也是根据经验估计判断时间，然后查看中间罐上的液位计，再去调 节流量，这样也增加了很多不确定性因素，也增加了工人的劳动强度。

6．3．1卸车系统的变频控制原理 根据自动控制系统的原理，此控制系统属于典型的单回路液位控制系统，测量变送

器为液位计，变频器为调节器，执行器为变频泵。该系统使用了磁致伸缩液位计作为一 次元件，为变频器提供标准的4-20mA液位测量信号。

6．3．2卸车过程中变频控制的实现 卸车开始时，潜油泵首先开启进行抽油，中间罐液位逐步上升，到达一定液位

时(中间罐作为被控对象，液位的给定值可随时调节)，变频器控制离心泵及出口 电动阀开启，正常卸车时中间缓冲罐始终保持一定的液位，卸车来料管线流量与1 台离心泵的输出量相当，输入与输出保持平衡状态，变频器稳定在一定频率上小范围波 动，系统处于暂时的平衡状态。当潜油泵排量降低(或增加)时，中间缓冲罐的液 位会逐步降低(或升高)，到达给定液位时，变频器则控制关闭(或开启)另一 台离心泵(即软启泵)或将离心泵全部停止，从而保证了卸车过程中离心泵的平 稳运转，避免抽空。变频器的使用，不但保证平稳安全的卸车，而且节约了电能、减小 管道冲击。

另外，在卸车过程中，通过采集中间缓冲罐液位，应用变频控制技术来远程

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