加油站罐區(qū)安全監(jiān)測

1、加油站油罐區(qū)安全監(jiān)測設(shè)計(jì)第1章 加油站背景Xx加油站位于綿陽市青龍大道中段，西南科技大學(xué)東門外。本站采用中國石油加油站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中的長邊臨道式建設(shè)方案。占地面積1800，其中站房面積240，罩棚投影面積600。本站屬于汽油、柴油加油站，擁有4個(gè)加油島，采用4臺(tái)多槍加油機(jī)。采用埋地式油罐，共有530m個(gè)油罐。本次設(shè)計(jì)就是對(duì)油罐的液位計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇合理的液位計(jì)對(duì)油罐內(nèi)部液位進(jìn)行監(jiān)測，保證加油站的正常運(yùn)營使用。加油站具體布局見如圖一，詳細(xì)見附件一。圖一 加油站布置圖第2章 油罐液位計(jì)設(shè)計(jì)2.1油罐液位計(jì)介紹油罐是加油站的主要存儲(chǔ)設(shè)備，油罐的安全使用也保證了加油站的正常運(yùn)營。為了保證油罐的安全，那

2、么對(duì)油罐液位、溫度、壓力等的監(jiān)測就顯得尤其的重要。給油罐安裝合適的液位計(jì)就能對(duì)油罐進(jìn)行全方位的監(jiān)測，從而保證油罐的安全。常用的油罐液位計(jì)有浮子式鋼帶液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、靜壓式液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等幾種。下面我們對(duì)其中幾種進(jìn)行詳細(xì)的介紹：2.1.1雷達(dá)液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)是一種智能型測量儀表，采用了模塊化結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化處理（JK0），具有良好的兼容性和開放性，并且具有自校正能力和自診斷能力，其原理是應(yīng)用微波入射到液面后的反射波回來，測量電磁波從發(fā)射到反射的時(shí)間差計(jì)算電磁波傳播的距離來測量液位的，是一種新型的非接觸式液位測量儀器，其使用特點(diǎn)是：（1）液位計(jì)與介質(zhì)不接觸，無可動(dòng)部件

3、，工作十分可靠，故障率低，適應(yīng)范圍廣，尤其適合高粘度、高腐蝕性介質(zhì)的液位測量；（2）測量精度高，安裝簡單，但與下方不得存在遮擋物體，否則會(huì)影響微波的發(fā)射和接收，只能安裝在罐頂；（3）被測介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)、液位的湍流狀態(tài)、介質(zhì)中氣泡的大小，均會(huì)對(duì)測量結(jié)果產(chǎn)生影響。一般重油只需考慮罐內(nèi)油氣及安裝位置的影響即可， 輕油則需要著重考慮介質(zhì)的介電常數(shù)， 雷達(dá)液位計(jì)對(duì)介電常數(shù)的要求比較高；（4）價(jià)格普遍偏高。2.1.2磁致伸縮液位計(jì)磁致伸縮液位計(jì)的傳感器工作時(shí)，傳感器的電路部分將在波導(dǎo)絲上激勵(lì)出脈沖電流，該電流沿波導(dǎo)絲傳播時(shí)會(huì)在波導(dǎo)絲的周圍產(chǎn)生脈沖電流磁場。在磁致伸縮液位計(jì)的傳感器測桿外配有一浮子，此浮

4、子可以沿測桿隨液位的變化而上下移動(dòng)。在浮子內(nèi)部有一組永久磁環(huán)。當(dāng)脈沖電流磁場與浮子產(chǎn)生的磁環(huán)磁場相遇時(shí)，浮子周圍的磁場發(fā)生改變從而使得由磁致伸縮材料做成的波導(dǎo)絲在浮子所在的位置產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)波脈沖，這個(gè)脈沖以固定的速度沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機(jī)構(gòu)檢出。通過測量脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時(shí)間差可以精確地確定浮子所在的位置，即液面的位置。磁致伸縮液位計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：磁致伸縮液位計(jì)適合于高精度要求的清潔液位的液位測量，精度達(dá)到1mm，最新產(chǎn)品精度已經(jīng)可以達(dá)到0.1mm。磁致伸縮液位計(jì)還可應(yīng)用于兩種不同液體之間的界位測量。防爆型設(shè)計(jì)，適合危險(xiǎn)場合，智能電子線路設(shè)計(jì)可計(jì)算出容積量；唯一可動(dòng)部件為浮子，維護(hù)量極低。采用磁

5、致伸縮液位計(jì)，進(jìn)行油罐液位的測量，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：（1）可靠性強(qiáng)：由于磁致伸縮液位計(jì)采用波導(dǎo)原理，無機(jī)械可動(dòng)部分，故無摩擦，無磨損。整個(gè)變換器封閉在不銹鋼管內(nèi)，和測量介質(zhì)非接觸，傳感器工作可靠，壽命長。（2）精度高：由于磁致伸縮液位計(jì)用波導(dǎo)脈沖工作，工作中通過測量起始脈沖和終止脈沖的時(shí)間來確定被測位移量，因此測量精度高，分辨率優(yōu)于0.01%FS，這是用其它傳感器難以達(dá)到的精度。（3）安全性好：磁致伸縮液位計(jì)的防爆性能高，本安防爆，使用安全，特別適合對(duì)化工原料和易燃液體的測量。測量時(shí)無需開啟罐蓋，避免人工測量所存在的不安全性。（4）磁致伸縮液位計(jì)易于安裝和維護(hù)簡單：磁致伸縮液位儀一般通過罐頂已有管

6、口進(jìn)行安裝，特別適用于地下儲(chǔ)罐和已投運(yùn)儲(chǔ)罐的安裝，并可在安裝過程中不影響正常生產(chǎn)。（5）便于系統(tǒng)自動(dòng)化工作：磁致伸縮液位計(jì)的二次儀表采用標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)，便于微機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，容易實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)工作，提高整個(gè)測量系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。2.2油罐液位計(jì)選擇通過對(duì)各種液位計(jì)的統(tǒng)計(jì)和分析得出以下表格，見表一液位計(jì)液位測量溫度測量密度測量界位測量體積測量質(zhì)量測量安裝情況價(jià)格費(fèi)用鋼帶誤差小重要無法測量無法誤差小取決于T復(fù)雜低雷達(dá)精度高重要無法測量無法誤差小取決于T簡單高靜壓誤差大不重要誤差小無法誤差大精度高復(fù)雜比較高磁致伸縮精度高重要無法測量精度高誤差小取決于T復(fù)雜高超聲波精度高不重要無法測量無法誤差小取決于T復(fù)雜

7、高綜合表格分析，再參考中國石油加油站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，最終選擇磁致伸縮液位計(jì)。2.3液位計(jì)選型通過市場調(diào)查最終選擇WXH-2Q01磁致伸縮液位計(jì)，主要參數(shù)：量程：直桿06000mm；軟纜5025000mm精度：0.3mm（軟纜1mm）；分辯率：0.05mm 環(huán)境溫度:：-25150過程接口：3/4NPT電源：DC24V輸出信號(hào)：420mA,RS-485，RS-232溫度測量：-2570 溫度誤差：0.5防爆等級(jí)：ExiaBT4通訊：ModbusHart等協(xié)議主要特點(diǎn)：（1）高穩(wěn)定性、高可靠性、高精度； （2）結(jié)構(gòu)精巧，安裝簡單、方便、免維護(hù)；（3）防電磁干擾，防液體波動(dòng)干擾；（4）性價(jià)比高：一只液

8、位計(jì)可測量兩個(gè)或兩個(gè)以上介質(zhì)液位及介質(zhì)溫度。在高精度的非接觸式位置測量領(lǐng)域我公司產(chǎn)品保持著無可匹敵的性能標(biāo)準(zhǔn)。這一方式原理生產(chǎn)的液位計(jì)是目前測量液位領(lǐng)域最為精確、簡單，性能穩(wěn)定、可靠、成熟的產(chǎn)品。尤其是在小量程、常溫、常壓這類普通環(huán)境下更獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，是其它測量方法不可比的。2.4液位計(jì)工藝及安裝2.4.1液位計(jì)的工藝工藝系統(tǒng)示意圖：圖2-1 液位計(jì)系統(tǒng)工藝圖說明：A: 本系統(tǒng)為全總線制通訊；B:磁致伸縮液位計(jì)為總線通訊方式，直接接入系統(tǒng)總線； C:液位計(jì)的液位報(bào)警上下限可設(shè)置；D:系統(tǒng)總線（電源線和信號(hào)線）建議選用RVV42.5的電纜線，且外穿DN20鍍鋅鋼管；E:液位計(jì)接24V直流電源，總控制

9、器接220V交流電源；F:液位計(jì)防爆類型為ExiaBT4，連接電源和信號(hào)轉(zhuǎn)換器時(shí)要通過安全柵；G:設(shè)備的安裝與接線除按制造廠規(guī)定的要求外，應(yīng)嚴(yán)格按GB50058-92爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行。2.4.2 液位計(jì)的安裝液位計(jì)的安裝示意圖如下：圖2-2 液位計(jì)安裝圖第3章 油罐滲透井可燃?xì)怏w探測器設(shè)計(jì)3.1 滲透井概況在本次設(shè)計(jì)的加油站中，采用的是埋地臥式油罐，由于在油罐埋設(shè)的過程中考慮到成本的問題，所以沒有設(shè)計(jì)防滲池等措施。為了防止油罐的滲漏對(duì)周圍土體的污染，及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)油罐的滲漏，因此在油罐的埋設(shè)區(qū)域設(shè)計(jì)了滲透井。滲透井的作用是監(jiān)測下水的水位，當(dāng)油罐發(fā)生滲漏的時(shí)候，由于毛細(xì)作用

10、會(huì)有油花漂浮在水面之上，我們只要觀察水面的情況就可以分辨油罐是否發(fā)生滲漏。我們?cè)O(shè)計(jì)的滲透井位于油罐區(qū)的四周（如圖3-1），井口直接800mm，井深mm。由于當(dāng)油罐發(fā)生滲漏的時(shí)候，油花會(huì)漂浮在水面上，油體屬于易揮發(fā)性液體，特別是汽油，所以當(dāng)平時(shí)滲透井不用時(shí)，會(huì)有油氣充滿井內(nèi)。當(dāng)人員進(jìn)行維修等作業(yè)需要下井時(shí)就會(huì)危及人員的安全，因此我們?cè)跐B透井中需要設(shè)計(jì)可燃?xì)怏w探圖3-1 滲透井位置布置測器，當(dāng)油罐發(fā)生滲漏時(shí)，揮發(fā)的油氣就會(huì)被可燃?xì)怏w探測器檢測出來，從而報(bào)警，分辨出油罐發(fā)生滲漏。3.2 可燃?xì)怏w探測器選擇3.2.1汽油、柴油揮發(fā)氣體分析（1）汽油揮發(fā)分析汽油外觀為透明液體，主要成分為C4C12脂肪烴

11、和環(huán)烴類，并含少量芳香烴和硫化物。按研究法辛烷值分為90號(hào)、93號(hào)、97號(hào)三個(gè)牌號(hào)。具有較高的辛烷值和優(yōu)良的抗爆性，用于高壓縮比的汽化器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，減少燃料消耗量；具有良好的蒸發(fā)性和燃燒性。汽油蒸發(fā)得到烷烴類可燃?xì)怏w，與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱極易燃燒爆炸。也能與氧化劑發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。（2）柴油揮發(fā)分析柴油（Diesel）又稱油渣，是石油提煉后的一種油質(zhì)的產(chǎn)物。它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成。它的主要成分是含10到22個(gè)碳原子的鏈烷、環(huán)烷或芳烴。柴油也有一定的揮發(fā)性，但相對(duì)于汽油來說就小了很多，他的

12、揮發(fā)產(chǎn)物也是各種烷烴氣體。（3）因此在研究滲透井中含有的揮發(fā)性氣體的時(shí)候，主要還是分析汽油的揮發(fā)性氣體?？扇?xì)怏w探測器基本分類可燃?xì)怏w探測器是對(duì)單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測器?？扇?xì)怏w探測器有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。 催化型可燃?xì)怏w探測器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度 。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時(shí)，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。 紅外光學(xué)型是利用紅外傳感器通過紅外線光源的吸收原理來檢測現(xiàn)場環(huán)境的碳?xì)漕惪扇細(xì)怏w?？扇?xì)怏w探測器的選擇由此可知，當(dāng)我們對(duì)滲透井的可燃?xì)怏w進(jìn)行探測時(shí)，使用的是催化型可燃?xì)怏w探測器。3

13、.3 可燃?xì)怏w探測器選型通過市場調(diào)查分析，我們選擇使用安可信固定式可燃?xì)怏w探測器，選擇JTQ-AEC2232點(diǎn)型可燃?xì)怏w探測器。（1）主要特點(diǎn)：l 可以采用集中總線供電或獨(dú)立區(qū)域供電l 檢測可燃?xì)怏w或蒸氣的濃度（%LEL），能將現(xiàn)場氣體濃度信息實(shí)時(shí)傳輸給適配控制器l 采用單片計(jì)算機(jī)技術(shù)和高靈敏抗中毒型氣體傳感器，能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變化，自動(dòng)修正傳感器的老化曲線，保持恒定的報(bào)警靈敏度l 具備識(shí)別傳感器故障及提供高濃度氣體超限保護(hù)的能力l 當(dāng)傳感器由于老化而可能失去功能時(shí)，探測器能自動(dòng)識(shí)別并報(bào)警，有效避免了漏報(bào)l 內(nèi)置唯一的電子串號(hào)，無需撥碼，避免了撥碼開關(guān)的機(jī)械故障帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定（2）主要技術(shù)指

14、標(biāo)：檢測原理催化燃燒式采樣方式擴(kuò)散式檢測氣體天然氣、液化石油氣、酒精、汽油等可燃?xì)怏w或蒸氣信號(hào)傳輸方式四總線電源總線(+24V、GND)信號(hào)總線(S1、S2)檢測范圍0100LEL信號(hào)傳輸距離1500 m（2.5mm2）精度5%F.S傳感器壽命三年（平均值）工作電壓DC24V8V工作溫度-4070功 耗1W（DC24V）濕度范圍93%RH，非凝結(jié)響應(yīng)時(shí)間30秒（T90）壓力范圍86106kPa防爆標(biāo)志ExdCT6出線孔連接螺紋G3/4內(nèi)螺紋防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66外殼鑄鋁3.4 可燃?xì)怏w探測器工藝及安裝3.4.1可燃?xì)怏w探測器工藝可燃?xì)怏w探測器系統(tǒng)工藝圖，如圖3-2圖3-2 可燃?xì)怏w探測器工藝圖說明：A:本系統(tǒng)為全總線制通訊；B:探測器的報(bào)警濃度可設(shè)置，默認(rèn)低限報(bào)警值為5%LEL，高限報(bào)警值為25%LEL；C:系統(tǒng)總線（電源線和信號(hào)線）建議選用RVV42.5的電纜線；且外穿DN20鍍鋅鋼管；D:控制器的AC220V電源應(yīng)從消防電源接取；E:檢測