LNG储罐的监测和控制系统.pdf

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1、技改与创新化工自动化及仪表，2010，37(5)：114—117ControlandInstrumentsinChemicalIndustryLNG储罐的监测和控制系统房树萍(上海液化天然气有限公司。上海200021)摘要：主要介绍LNG接收站储罐的监测和控制系统，根据LNG项目低温储存要求，详述了储罐监测和控制系统的控制方法及特点，通过生产实际应用，此控制系统能够保证生产的安全、平稳运行，完全满足工艺的控制要求，从而提高生产管理水平。关键词：LNG液化天然气；ROI。LOVER翻滚；蒸发气BOG；TGS储罐

2、监控系统；LTD液位温度密度计中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1000-3932(2010)05-0114讲1引言为了有效解决上海能源供应安全、生态环境保护的双重问题，实现经济和社会的可持续发展，在上海洋山深水港中西门堂岛，建成接收600万吨／年LNG接收站。LNG由专用LNG船从生产地输出终端运到目的地接收终端，通过卸料臂和卸船管线送到LNG储罐进行储存，经再气化后送到计量站外输至用户。由于LNG的来源、组份和密度不同，在储罐混合不充分时易发生翻滚，当介质快速混合时逸出大量蒸发气体，LNG气化

3、后的体积为液态时的600倍，将造成储罐内部压力超高损坏储罐。根据LNG低温(一165℃)的特点，在储罐上安装了密度和温度探头以监测LNG分层防止翻滚，确保储罐安全有效地运行，下文就对LNG储罐的监测和控制系统做详细阐述。2LNG储罐的监测和控制系统2．1LNG储罐监测和控制系统概述为预防储罐发生翻滚，轻、重LNG分别从注入管线的底部和顶部进入LNG储罐，在注入储罐时应使LNG循环、消除分层，保证其充分混合；当产生分层后，在外输时首先泵出底部LNG。每个储罐都安装有对LNG存料液位、温度和密度以及气相压力进行安

4、全监控的系统，本系统由储罐监测系统TGS和压力控制系统组成，储罐监测系统可提前预防LNG发生分层，防止翻滚，并维持LNG储罐处于正常液位；正常情况下，BOG压缩机控制LNG储罐气压达到正常压力，当压缩机无法维持储罐内正常压力时，储罐控制系统保护储罐不发生超压或真空，储罐安全保护装置将及时消除安全隐患。2．2LNG储罐监测和控制系统图本监控系统分管理层、控制层、设备层。管理层采用10／100Mbps自适应冗余工业以太网和PCS系统进行通讯；控制层通过RS485接口，采用ModbusRTU主／从协议和储罐管理系统

5、LMS进行通讯；设备层将现场采集的数据通过通讯界面单元CIU储存转换后上传至控制器。储罐l监控系统相对储罐是一个独立的监控系统，但相对接收站而言，只是PCS系统的一个子系统，储罐监控系统的数据通过储罐管理系统LMS系统上传至PCS系统，而PCS系统包括DCS、ESD、F&GS系统，需各产品采用标准开放的通讯协议，实现各系统间无障碍通讯。控制器、电源、通讯都采用热备方案，当发生多个设备和物理故障时将无扰动切换至备用系统，同时显示报警信息，确保系统安全有效运行。LNG储罐监测和控制系统如图1所示。图1121G储罐

6、监测和控制系统收稿日期：2010-04-02(修改稿)第5期房树萍．LNG储罐的监测和控制系统·115·2．3LNG储罐监测系统组成及功能由LNG储罐管理系统LMS、通讯界面单元CIU、储罐仪表系统等组成。(1)LNG储罐管理系统LMs。在中控室监测储罐的状态，液位、温度和密度等参数通过RS485接口，采用ModbusRTu协议，上传到冗余上位机系统LMS，再根据储罐的计量原则进行管理，是储罐管理计量系统的基础。(2)通讯界面单元CIU。将现场传来的数据进行储存转换，传送至LMS进行储罐管理，或通过MINI手

7、操器进行数据读取。(3)储罐仪表系统。LNG储罐为总净容量165000m3全容罐，为确保安全有效的运行，在储罐上设置了液位、温度和密度仪表LTD，第一、第二液位计，报警液位计，储罐壁多温度传感器，泄漏检测传感器，独立的温度和压力传感器等，可实时监测储罐的液位、温度以及密度分布的情况。因储罐监测系统要精确检测低温一165oC的LNG，密度精度需达到-t-O．5kg／m’，温度精度需达到4-0．1oC，液位精度需达到±1mm。因储罐是直径80m、高度52m的大型储罐，是国内已建成LNG储罐中罐容最大的，焊接到感温

8、元件．卜的引线长度约在50m左右，在安装时需将引线打成圈固定在罐壁E，避免折损。为确保探头检测精度，罐壁温度探头在安装时最好通过垫片焊接在罐壁上，若通过探头直接焊接，容易损坏探头，且缩短使用寿命。在进料前要对探头进行精度调校，尤其是LTD的液位探头，根据罐容计算不断修正探头准确定位。在翻滚产牛前为了避免任何不受控制的溢出危险，所有与储罐连接的仪表和管道都从储罐顶接入。lr．-L，f>2．0。CD以．