CN105715957B - 一种大型低温液体贮罐的液位安全控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种大型低温液体贮罐的液位安全控制系统，它包括三个用于液位测量的、分别安装在大型低温液体贮罐内的液位计，所述的液位计分别采用伺服液位计、雷达液位计和磁致伸缩液位计，并分别与外置的控制系统及紧急停车系统连接；其中伺服液位计和雷达液位计能对0—100%的液位进行连续检测，而所述磁致伸缩液位计是从灌顶的管口向下延伸至最高液位一下，只能检测贮罐的95—100%的液位并作为最高连锁液位判断用；大型低温液体贮罐内还安装有一用于将贮罐内液体送出的低温液体泵，并与所述紧急停车系统连接；它具有能确保贮罐内低温液体的液位在设计范围内，采用双系统进行连锁切断，以有效避免由于液位过高或者液位过低引起的贮罐安全问题等特点。

Description

一种大型低温液体贮罐的液位安全控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种应用于低温液体贮罐系统的液位安全控制方法，属于大型低温液体（如乙烯、LNG）贮罐技术领域。
背景技术
目前，用于储存低温液体的贮罐逐渐向大容量的预应力混凝土全容罐发展，其规模从两万立方米扩大到十六万立方米及以上；其贮存液体的工作温度低于-100℃，且属于易燃易爆气体，一旦发生事故，不仅是巨大的经济损失，更加可能造成人员及环境的损失。所以大型低温液体贮罐的运行安全成为最核心的问题，而低温液体贮罐的液位属于低温储罐检测的最重要的参数之一。贮罐的液位超过设计最高液位，内罐受液体静压过大容易引起内罐破裂，或者容易引起液体溢流出内罐，引起外罐的破坏；贮罐的液位低于设计液位，低于贮罐液体泵的最低吸入高度，会引起液体泵的损坏。所以在罐区液位计的选择，以及储罐液位控制的方法就十分关键，直接影响到储罐的安全和正常生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能确保贮罐内低温液体的液位在设计范围内，采用双系统进行连锁切断，以有效避免由于液位过高或者液位过低引起的贮罐安全问题的大型低温液体贮罐的液位安全控制方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种大型低温液体贮罐的液位安全控制系统，它包括三个用于液位测量的、分别安装在大型低温液体贮罐内的液位计，所述的液位计分别采用伺服液位计、雷达液位计和磁致伸缩液位计，并分别与外置的控制系统及紧急停车系统连接；其中伺服液位计和雷达液位计能对0—100%的液位进行连续检测，而所述磁致伸缩液位计是从灌顶的管口向下延伸至最高液位一下，只能检测贮罐的95—100%的液位并作为最高连锁液位判断用；
大型低温液体贮罐内还安装有一用于将贮罐内液体送出的低温液体泵，并与所述紧急停车系统连接。
作为优选：所述的控制系统和紧急停车系统均被安装在中央控制室，其中控制系统的逻辑功能块通过信号与伺服液位计和雷达液位计、低温液体泵以及第一进液阀门和第二进液阀门相连，进行贮罐内液位的显示、报警和控制连锁；
所述紧急停车系统中的逻辑功能块通过信号与伺服液位计、雷达液位计和磁致伸缩液位计、低温液体泵及第一进液阀和第二进液阀连接，进行紧急情况下停车连锁。
作为优选：所述的第一进液阀为紧急切断阀，所述的第二进液阀为带电磁阀的调节阀，所述第一进液阀和第二进液阀安装在直通贮罐内底部的进液管道上，所述的进液管道可连接低温船或低温槽车，进行低温液体的灌装。
一种利用所述的大型低温液体贮罐的液位安全控制系统进行液位安全控制的方法，所述的液位安全控制方法是：
当贮罐的液位高于正常工作液位时，控制系统中的逻辑功能块接收到伺服液位计和雷达液位计信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到报警值，开始报警；当液位继续上升达到第一个设定值时，控制系统逻辑功能块接收到伺服液位计、雷达液位计信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到该值时，逻辑功能块发出信号，自动开始关小进液阀门，减小进液速度；当液位再继续上升达到第二个设定值时，紧急停车系统中的逻辑功能块接收到伺服液位计、雷达液位计、磁致伸缩液位计信号，采用三选二方式，其中两个液位信号达到设定值，逻辑功能块发出信号，紧急切断阀和调节阀的电磁阀同时失电，两个阀门同时切断，双重安全保障，停止进液操作。
当贮罐的液位低于正常工作液位时，控制系统中的逻辑功能块接收到伺服液位计、雷达液位计信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到报警值，开始报警；当液位继续下降至第一个设定值时，控制系统中的逻辑功能块接收到伺服液位计、雷达液位计信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到设定值时，逻辑功能块向液体泵发出停止运行信号；当液位继续下降至第二个联锁值时，紧急停车系统中的逻辑功能块接收到伺服液位计、雷达液位计信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到设定值时，逻辑功能块发出信号自动切断液体泵的电源，紧急停泵。
本发明的有益效果是：保证贮罐内的液位在设计范围内，采用双系统进行连锁切断，完全可以避免由于液位过高或者液位过低引起的贮罐的安全问题。
附图说明
图1是本发明的系统结构组成示意图。
图中的标号是：LIASZ-1为伺服液位计，LIASZ-2为雷达液位计，LZ-3为磁致伸缩液位计，V1为切断阀，V2为带电磁阀的调节阀，P-1为低温液体泵，T-1为低温液体贮罐，US-1为DCS逻辑功能块，UZ-1为ESD逻辑功能块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，一种大型低温液体贮罐的液位安全控制系统，它包括三个用于液位测量的、分别安装在大型低温液体贮罐T-1内的液位计，所述的液位计分别采用伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2和磁致伸缩液位计LZ-3，并分别与外置的控制系统DCS及紧急停车系统ESD连接；其中伺服液位计LIASZ-1和雷达液位计LIASZ-2能对0—100%的液位进行连续检测，而所述磁致伸缩液位计LZ-3是从灌顶的管口向下延伸至最高液位一下，只能检测贮罐T-1的95—100%的液位并作为最高连锁液位判断用；
大型低温液体贮罐T-1内还安装有一用于将贮罐内液体送出的低温液体泵P-1，并与所述紧急停车系统ESD连接。
本发明所述的控制系统DCS和紧急停车系统ESD均被安装在中央控制室，其中控制系统DCS的逻辑功能块US-1通过信号与伺服液位计LIASZ-1和雷达液位计LIASZ-2、低温液体泵P-1以及第一进液阀门V1和第二进液阀门V2相连，进行贮罐T-1内液位的显示、报警和控制连锁；
所述紧急停车系统ESD中的逻辑功能块UZ-1通过信号与伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2和磁致伸缩液位计LZ-3、低温液体泵P-1及第一进液阀V1和第二进液阀V2连接，进行紧急情况下停车连锁。
本发明所述的第一进液阀V1为紧急切断阀，所述的第二进液阀V2为带电磁阀的调节阀，所述第一进液阀V1和第二进液阀V2安装在直通贮罐T-1内底部的进液管道上，所述的进液管道可连接低温船或低温槽车，进行低温液体的灌装。
一种利用所述的大型低温液体贮罐的液位安全控制系统进行液位安全控制的方法，所述的液位安全控制方法是：
当贮罐的液位高于正常工作液位时，控制系统DCS中的逻辑功能块US-1接收到伺服液位计LIASZ-1和雷达液位计LIASZ-2信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到报警值，开始报警；当液位继续上升达到第一个设定值时，控制系统DCS逻辑功能块US-1接收到伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到该值时，逻辑功能块US-1发出信号，自动开始关小进液阀门V2，减小进液速度；当液位再继续上升达到第二个设定值时，紧急停车系统ESD中的逻辑功能块UZ-1接收到伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2、磁致伸缩液位计LZ-3信号，采用三选二方式，其中两个液位信号达到设定值，逻辑功能块UZ-1发出信号，紧急切断阀V1和调节阀V2的电磁阀同时失电，两个阀门同时切断，双重安全保障，停止进液操作。
当贮罐的液位低于正常工作液位时，控制系统DCS中的逻辑功能块US-1接收到伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到报警值，开始报警；当液位继续下降至第一个设定值时，控制系统DCS)中的逻辑功能块US-1接收到伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到设定值时，逻辑功能块US-1向液体泵P-1发出停止运行信号；当液位继续下降至第二个联锁值时，紧急停车系统ESD中的逻辑功能块UZ-1接收到伺服液位计LIASZ-1、雷达液位计LIASZ-2信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到设定值时，逻辑功能块UZ-1发出信号自动切断液体泵P-1的电源，紧急停泵。
实施例：图1所示，本发明所述的大型低温液体贮罐的液位安全控制系统主要包括五个部分，其组成及功能分别为：
1）液位计LIASZ-1、LIASZ-2、LZ-3分别被安装在贮罐内，获得的液位信号与控制系统DCS及紧急停车系统ESD连接，主要用于液位的测量。三台不同工作原理的液位计采用一台伺服液位计、一台雷达液位计、一台磁致伸缩液位，其中伺服液位计和雷达液位计能对0%一直到100%液位连续检测，磁致伸缩液位计是从灌顶的管口向下延伸至最高液面以下，只能检测储罐的95%至100%液位，只作为最高连锁液位判断用。
2）控制系统DCS，安装在中央控制室。控制系统DCS中的逻辑功能块US-1通过信号与液位计LIASZ-1、LIASZ-2、泵P-1及阀门V1、V2连接，主要用于对贮罐内液位的显示、报警及控制连锁。
3）紧急切断系统ESD，安装在中央控制室。紧急切断系统ESD中的逻辑功能块UZ-1通过信号与液位计LIASZ-1、LIASZ-2、LZ-3、泵P-1及阀门V1、V2连接，主要用于紧急情况下停车连锁。
4）液体泵P-1，与贮罐连接；用于将贮罐内的液体送出，引起贮罐液位的下降。
5）进液阀门V1、V2，与贮罐连接；低温船或者低温槽车通过进液管道及阀门将液体卸料至贮罐，引起贮罐的液位上升。其中V1为紧急切断阀，V2为带电磁阀的调节阀。

Claims (2)

1.一种利用大型低温液体贮罐的液位安全控制系统进行液位安全控制的方法，所述的大型低温液体贮罐的液位安全控制系统，它包括三个用于液位测量的、分别安装在大型低温液体贮罐（T-1）内的液位计，所述的液位计分别采用伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）和磁致伸缩液位计（LZ-3），并分别与外置的控制系统（DCS）及紧急停车系统（ESD）连接；其中伺服液位计（LIASZ-1）和雷达液位计（LIASZ-2）能对0—100%的液位进行连续检测，而所述磁致伸缩液位计（LZ-3）是从灌顶的管口向下延伸至最高液位一下，只能检测大型低温液体贮罐（T-1）的95—100%的液位并作为最高连锁液位判断用；大型低温液体贮罐（T-1）内还安装有一用于将贮罐内液体送出的低温液体泵（P-1），并与所述紧急停车系统（ESD）连接；
所述的控制系统（DCS）和紧急停车系统（ESD）均被安装在中央控制室，其中控制系统（DCS）的逻辑功能块（US-1）通过信号与伺服液位计（LIASZ-1）和雷达液位计（LIASZ-2）、低温液体泵（P1）以及第一进液阀门（V1）和第二进液阀门（V2）相连，进行大型低温液体贮罐（T-1）内液位的显示、报警和控制连锁；所述紧急停车系统（ESD）中的逻辑功能块（UZ-1）通过信号与伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）和磁致伸缩液位计（LZ-3）、低温液体泵（P-1）及第一进液阀（V1）和第二进液阀（V2）连接，进行紧急情况下停车连锁；
所述的第一进液阀（V1）为紧急切断阀，所述的第二进液阀（V2）为带电磁阀的调节阀，所述第一进液阀（V1）和第二进液阀（V2）安装在直通大型低温液体贮罐（T-1）内底部的进液管道上，所述的进液管道可连接低温船或低温槽车，进行低温液体的灌装；
其特征在于所述的液位安全控制方法是：当贮罐的液位高于正常工作液位时，控制系统(DCS)中的逻辑功能块（US-1）接收到伺服液位计（LIASZ-1）和雷达液位计（LIASZ-2）信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到报警值，开始报警；当液位继续上升达到第一个设定值时，控制系统（DCS）逻辑功能块（US-1）接收到伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到该值时，逻辑功能块（US-1）发出信号，自动开始关小进液阀门（V2），减小进液速度；当液位再继续上升达到第二个设定值时，紧急停车系统（ESD）中的逻辑功能块（UZ1）接收到伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）、磁致伸缩液位计（LZ-3）信号，采用三选二方式，其中两个液位信号达到设定值，逻辑功能块（UZ-1）发出信号，紧急切断阀（V1）和调节阀（V2）的电磁阀同时失电，两个阀门同时切断，双重安全保障，停止进液操作。
2.根据权利要求1所述的利用大型低温液体贮罐的液位安全控制系统进行液位安全控制的方法，其特征在于：当贮罐的液位低于正常工作液位时，控制系统（DCS）中的逻辑功能块（US-1）接收到伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达 到报警值，开始报警；当液位继续下降至第一个设定值时，控制系统(DCS)中的逻辑功能块（US-1）接收到伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）信号，采用二选一方式， 其中一个液位信号达到设定值时，逻辑功能块（US-1）向液体泵（P-1）发出停止运行信号；当液位继续下降至第二个设定值时，紧急停车系统（ESD）中的逻辑功能块（UZ-1）接收到伺服液位计（LIASZ-1）、雷达液位计（LIASZ-2）信号，采用二选一方式，其中一个液位信号达到设定值时， 逻辑功能块（UZ-1）发出信号自动切断液体泵（P-1）的电源，紧急停泵。
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