利用远程控制实现大鹤管定量装车

一、引言

近年来国内大型炼化企业为提高成品油的出厂能力, 纷纷进行火车装车自动化改造, 由原来的小鹤管手动装车形式改为大鹤管集中装车形式, 这种形式的优点是栈桥占地面积小, 设备投入少, 装车精度高, 劳动强度低, 便于控制与管理, 且利于油气回收等特点。

大鹤管远程控制定量装车是大型石化企业应用的一项新技术, 通过PLC系统实现了远程控制装车作业, 使大鹤管装车控制室与装车位相分离, 两者达到了事故状态下的有效安全距离, 为安全生产提供了有力的保障。

二、工作原理

上位操作站根据装车计划将装车信息下发到装车控制站。控制站控制牵引爬车进行槽车与鹤管的粗对位, 大鹤管自动定位系统 (或者手动对位) 实现大鹤管自动精确对位。预装油品经过装车泵、油品选择阀送至栈桥的装油集油管, 当鹤管降到最低位置时, 密闭盖已压紧槽车口, 电液控制阀打开一定开度, 进行小流量装车, 待油品液面淹没升降管出油口时, 电液控制阀以较大开度开启, 进行额定流量装车, 当质量流量计计量到预置值时, 关闭电液控制阀至一定开度, 以小流量装车, 待流量计计量至最终值时, 电液控制阀关闭, 完成一辆槽车装车。

工艺流程说明如下:

三、自动装车系统组成及功能:

1. 大鹤管装车控制系统

(1) 大鹤管装车控制系统描述

大鹤管装车控制系统是火车大鹤管装车系统的控制核心, 主要实现大鹤管装车自动计量、批量装车控制、安全监控和生产数据的自动管理和打印。

(2) 大鹤管装车控制系统构成

大鹤管装车控制系统由装车栈桥内的现场仪表设备、控制室内远程装车控制站组成, 远程装车控制站由PLC控制系统、装车操作电脑及配套软件、视频监控设备等三部分组成。

装车栈桥内的现场仪表设备主要由大鹤管系统、爬车系统、质量流量计、电液阀、气动切断阀、大鹤管手动防爆操作箱、防爆摄像机及云台、防溢油控制器、防静电控制器等组成。

PLC系统和现场仪表连接, 按照控制程序和操作人员的指令, 对小爬车、大鹤管和液压站进行控制, 同时能够控制装车阀门动作, 接收流量计信号, 接收静电和防溢信号, 实现定量装车功能。PLC控制系统采用通讯 (PROFBUS-RTU) 连接装车操作电脑, 接受来自装车操作电脑的命令, 远程控制现场大鹤管系统;同时将来自大鹤管系统装车状态和数据实时的传递给装车操作电脑, 完成人机交互功能, 实现远程装车。

控制室内视频监控设备包括控制矩阵、LCD显示器, 画面分割器和控制键盘等。其控制原理为:每套大鹤管通过栈桥内的三台摄像机监视大鹤管和小爬车的运行状态, 然后通过大鹤管PLC控制系统操作大鹤管和小爬车的动作。每台大鹤管通过三台摄像机观察现场情况, 一台安装在槽车底部侧后方, 用来观察小爬车运行, 采用广角镜头摄像机;另两台水平垂直安装在槽车罐口正上方, 来观察鹤管的动作和鹤管的精确对位。如图所示, 其中一号摄像机采用云台控制, 另两台同样采用广角镜头摄像机。

2. 大鹤管自动对位系统

大鹤管自动对位系统实现了火车大鹤管与槽车罐口自动对正位置功能。该系统与大鹤管定量装车控制系统相结合, 与装车控制系统同步运行。

自动定位系统包括:1个安装支架、4个激光传感器、专用导线、防爆解码器和PLC (和控制系统共用) , 鹤管初对位完成后, 当鹤管向前 (或者向后) 移动时, 雷达传感器检测探头和罐车之间的距离, 当4个激光探头同时检测到罐底时, 表明对位正确, 鹤管停止移动。

3. 大鹤管控制系统联锁功能

(1) 升降管高位行程开关闭合, 说明升降管处于高位, 小爬车才能动作。

(2) 小爬车动作时, 升降管不得下降。

(3) 接油斗高位行程开关闭合, 说明接油斗已经提起, 升降管才能下降。

(4) 升降管处于最低位、接油斗处于高位、油气控制阀门处于开通状态时, 主、限流管路的阀门才能开启。

(5) 装油管线自动控制阀门打开时, 鹤管和小爬车的任何动作都处于锁定状态。

(6) 装车时管道中油品无流速时报警并切断阀门, 进行联锁保护。

(7) 装车结束后系统自动提示操作人员进行爬车后退, 避免出现生产事故。

(8) 溢油信号报警并停止装车, 进行联锁保护。

(9) 自动对位没有完全结束或自动对位不准确时不能付油。

(10) 静电接地没有接好时不能付油。

(11) 装车过程中静电接地脱落或接触不良时报警并延时停止装车联锁保护。

(12) 装车结束后如静电接地夹不摘下爬车不能前进, 防止车体移动损坏设备。

4. 大鹤管安全保护系统

(1) 采用隔爆型安全电器元件, 解决了现场电器防爆问题, 保证了安全生产。

(2) 现场设有可燃气体报警器, 可随时对现场环境进行监测, 一旦超标便有报警提示。

(3) 现场设有消防系统, 在远程操作室内和现场均有控制按钮, 实现控制的双重保险。

(4) 在现场的集油管上设有紧急切断阀门, 遇有紧急情况, 可以在控制室内对阀门进行控制, 使得在事故状态下, 操作人员能够安全的、及时的切断油源。

(5) 阀门、爬车、鹤管、接油斗等重要设备都设有位置检测开关, 以保证系统在安全范围内运行。另外系统对每个动作同时采用时间限制策略, 以避免了误操作的发生。

结束语

大鹤管远程控制定量装车系统的运行不仅极大地减轻了员工装车的劳动强度, 提高了装车的安全性, 同时减少油品的挥发, 节约了能源, 保护了环境, 真正意义上实现了安全、环保、健康的理念。

摘要：基于目前最新的远程控制大鹤管装车技术, 介绍了大鹤管装车的构造、工作原理、定量装车的特点, 该系统具有可靠性高、稳定性高以及装车精度高等特性, 在国内大鹤管控制系统领域处于技术领先地位。

关键词：大鹤管,远程控制,定量装车

参考文献

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[2] 《密闭浸没式外压大鹤管产品说明书》连云港远洋液体装卸设备有限公司.

[3] 孙德利.火车自动装车控制系统的设计[J].石油化工自动化, 2008.

[4] 徐华.大鹤管自动化远程控制装车系统改造.中国化工贸易, 2012.