CN203502856U - 油品储罐恒温节能自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油品储罐恒温节能自动控制装置，属于锅炉领域。当油品温度低于设定温度时，执行单元保持加热蒸汽调节控制阀的设定开度上限，持续大量提供加热蒸汽供应量；当油品温度高于设定温度时，执行单元保持加热蒸汽调节控制阀的设定开度下限，持续少量提供加热蒸汽供应量；油品温度达到设定目标温度时，控制装置自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的温度或压力为基准温度或压力，运算单元判断加热盘管出口加热蒸汽的温度或压力相对基准温度或压力的动态变化规律，控制单元根据运算单元的指令输出控制信号，执行单元根据控制信号实时调整加热蒸汽调节控制阀的开度，实时控制加热蒸汽供应量，进而实时控制油品储罐内的油品温度。

Description

油品储罐恒温节能自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及锅炉领域，具体地说是一种油品储罐恒温节能自动控制装置。

背景技术

众所周知，油品储罐是原油开采、油品储运的重要设备，油品储运时需要通过管道使用加热蒸汽对油品储罐中的油品进行加热或保温，一定温度的加热蒸汽在管道中被输送到油品储罐加热盘管循环进行热量交换或热量传递，以满足油品储罐储存油品用热的需要。实时准确地控制油品储罐加热蒸汽的温度、设置和准确控制不同时段油品储罐加热蒸汽的温度，始终实时优化整个油品储罐加热保温系统的工作状态，对准确控制油品储罐油品温度和加热保温系统的节能、减排、降耗、环保，具有重大意义。

油品储罐使用加热蒸汽对储罐内的油品进行加热和保温，加热蒸汽在循环泵的带动下通过管道进入油品储罐加热盘管，在加热盘管内循环产生热量交换和热量传递对油品加热和保温。原油开采使用的原油沉降罐、原油脱水罐同样需要使用加热蒸汽对罐内的油水混合物进行加热和保温。较低的油温会增加油品粘度不利于油品输送和油水分离，较高的油温可以降低油品粘度有利于油品输送和油水分离，但是会增大油气挥发量，从而造成能源浪费、环境污染，同时使罐区的危险性增大。

长久以来，油品储罐的加热大部分是由经验丰富的工作人员依靠传统温度仪表和蒸汽阀门进行人工操作。油品储罐的加热系统是多变量系统，原油的导热速度慢，不同的原油热传导系数也不相同，罐内油品温度既受加热蒸汽温度的影响又受外界环境温度的影响，人工操作又存在很大的不确定性，这些因素使油品储罐长期处于加热蒸汽消耗量高、热效率低的运行状态，致使油品储罐目前仍然存在着加热温度误差大、油气排放量大的问题。同时，由于加热蒸汽在输送管道的热量损失、在油品储罐内的热量消耗，致使油品储罐内的油品温度难以有效控制，从而影响油品的储存和运输。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种油品储罐恒温节能自动控制装置，解决油品储罐目前仍然存在的加热蒸汽加热温度误差大、消耗量高、热效率低、油气排放量大的问题；解决油品储罐油品温度难以有效控制的问题；解决不能自动、准确地满足油品储罐不同时段的加热和保温要求的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油品储罐恒温节能自动控制装置，该控制装置由运算单元、控制单元和执行单元三部分组成，其特征是：油品储罐内设有蒸汽加热盘管，在蒸汽加热盘管上方装有油品温度变送器与运算单元连接；加热蒸汽输入管线上装有加热盘管入口温度变送器、加热盘管入口压力变送器、加热盘管入口流量变送器分别与运算单元连接；在加热蒸汽输出管线上加热盘管出口温度变送器、加热盘管出口压力度变送器、加热盘管出口流量变送器分别与运算单元连接，加热蒸汽输出管线上的加热蒸汽调节控制阀与执行单元连接。

本实用新型还可通过如下措施来实现：油品储罐是原油储罐、柴油储罐、重油储罐、沥青储罐、煤焦油储罐、原油沉降罐或原油脱水罐。

本实用新型的有益效果是，控制装置以油品储罐内加热盘管上方一定位置的油品目标温度为依据，自动锁定加热蒸汽输出管线加热蒸汽温度或压力，根据输出加热蒸汽温度动态变化趋势参数或压力动态趋势变化参数，判断加热盘管中加热蒸汽温度或压力的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽的动态供应量，实时调整加热蒸汽调节控制阀的动态开度，实时控制加热蒸汽的供给量，最大程度上减少加热蒸汽浪费，降低能源消耗；能够全面综合地对油品储罐的加热和保温进行实时自动控制，始终实时优化油品储罐加热、保温的工作状态，准确控制油品储罐内油品的温度，可以在某时间段不同时段分别设置不同的油品储存温度和油品外输温度，满足油品储存和油品外输时不同的油品温度要求，最大程度减少油气挥发损失。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图，也是一种实施例的示意图。

图2是本实用新型控制系统示意图

图中：1.油品储罐、2.加热蒸汽输入管线、3.加热蒸汽输出管线、4.加热蒸汽调节控制阀、5.加热盘管入口温度变送器、6. 加热盘管入口压力变送器、7.加热盘管入口流量变送器、8.油品温度变送器、9.加热盘管出口温度变送器、10.加热盘管出口压力度变送器、11.加热盘管出口流量变送器、12.加热盘管、13.控制装置、14.运算单元、15.控制单元、16.执行单元。  

具体实施方式

实施例１：

图1、图2所示，本实用新型加热蒸汽输入管线2上装有加热盘管入口温度变送器5、加热盘管入口流量变送器7分别与控制装置运算单元14连接；在加热蒸汽输出管线3上装有加热盘管出口温度变送器9、加热盘管出口流量变送器11分别与控制装置运算单元14连接；在油品储罐1内加热盘管12上方装有油品温度变送器8与控制装置运算单元14连接；加热蒸汽输入管线2上装有加热蒸汽调节控制阀4与控制装置执行单元16连接。

控制装置13预先设定油品储罐1内加热盘管12上方一定位置的油品温度为目标温度。根据加热盘管12上方一定位置装有的油品温度变送器8提供的温度参数，判断油品储罐1内油品温度是否达到目标温度，当油品温度低于设定温度时，控制装置执行单元16保持加热蒸汽调节控制阀4的设定开度上限，持续大量提供加热蒸汽供应量；当油品温度高于设定温度时，控制装置执行单元16保持加热蒸汽调节控制阀4的设定开度下限，持续少量提供加热蒸汽供应量；油品温度达到设定目标温度时，控制装置13自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的温度为基准温度。根据加热盘管出口温度变送器9提供的温度动态变化趋势参数，判断输出加热蒸汽温度相对于基准温度的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽的动态供应量并发出相应控制指令，控制装置控制单元15根据控制装置运算单元14的指令输出控制信号，控制装置执行单元16根据控制信号调整加热蒸汽调节控制阀4开度，实时控制加热蒸汽供给量，实时控制加热盘管12加热蒸汽输出温度，进而实时准确控制油品储罐1内的油品温度。

控制装置13预先设定某时间段不同时段油品储罐1内的油品目标温度，预先设定某时间段不同时段油品目标温度之间的升降温速度，当油品温度按照设定升降温速度达到目标温度时，控制装置13自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的温度为基准温度。根据加热盘管出口温度变送器9提供的温度动态变化趋势参数，判断输出加热蒸汽温度相对于基准温度的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽的动态供应量并发出相应控制指令，控制装置控制单元15根据控制装置运算单元14的指令输出控制信号，控制装置执行单元16根据控制信号调整加热蒸汽调节控制阀4开度，实时控制加热蒸汽供给量，实时控制加热盘管12加热蒸汽输出温度，进而实时准确控制油品储罐1内的油品温度，以满足油品储存和油品外输时不同的温度要求。

加热盘管入口温度变送器5、加热盘管入口流量变送器7、油品温度变送器8、加热盘管出口温度变送器9、加热盘管出口流量变送器11均设定上述各种参数的上下限，同时设定加热蒸汽调节控制阀4运行参数的上下限，超限即采取声光报警、人工操作或紧急停车等控制措施。

本实用新型控制装置运算单元由工业计算机、组态软件、应用软件、通讯模块、专家数据库、分析软件组成；控制装置控制单元由专用控制器、触摸屏或PLC组成；控制装置执行单元可以是变频器、电动执行器。涉及的温度、压力的动态变化趋势参数均为该装置某点的温度、压力的变化速率，或为该系统某两点之间的温度、压力数值差的变化速率。油品储罐可以是原油储罐、成品柴油储罐、沥青储罐，也可以是原油沉降罐和原油脱水罐。本实用新型温度、压力的动态变化趋势参数均为该装置某点的温度、压力的变化速率，或为该系统某两点之间的温度、压力数值差的变化速率。油品储罐是原油储罐、柴油储罐、重油储罐、沥青储罐、煤焦油储罐、原油沉降罐或原油脱水罐。

实施例２：

图1、图2所示，本实用新型加热蒸汽输入管线2上装有加热盘管入口压力度变送器6、加热盘管出口流量变送器7分别与控制装置运算单元14连接；在加热蒸汽输出管线3上装有加热盘管出口压力度变送器10、加热盘管出口流量变送器11分别与控制装置运算单元14连接；在油品储罐1内加热盘管12上方装有油品温度变送器8与控制装置运算单元14连接；加热蒸汽输入管线2上装有加热蒸汽调节控制阀4与控制装置执行单元16连接。

控制装置13预先设定油品储罐1内加热盘管上方一定位置的油品温度为目标温度。根据加热盘管12上方一定位置装有的温度变送器8提供的温度参数，判断油品储罐内油品温度是否达到目标温度，当油品温度低于设定温度时，控制装置执行单元16保持加热蒸汽调节控制阀4的设定开度上限，持续大量提供加热蒸汽供应量；当油品温度高于设定温度时，控制装置执行单元16保持加热蒸汽调节控制阀4的设定开度下限，持续少量提供加热蒸汽供应量；油品温度达到设定目标温度时，控制装置13自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的压力为基准压力。根据加热盘管出口压力变送器10提供的压力动态变化趋势参数，判断输出加热蒸汽压力相对于基准压力的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽动态供应量并发出相应控制指令，控制装置控制单元15根据控制装置运算单元14的指令输出控制信号，控制装置执行单元16根据控制信号调整加热蒸汽调节控制阀4开度，实时控制加热蒸汽供给量，实时控制加热盘管12加热蒸汽输出压力，进而实时准确控制油品储罐1内的油品温度。

控制装置13预先设定某时间段不同时段油品储罐1内的油品目标温度，预先设定某时间段不同时段油品目标温度之间的升降温速度，当油品温度按照设定升降温速度达到目标温度时，控制装置13自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的压力为基准压力。根据加热盘管出口压力变送器10提供的压力动态变化趋势参数，判断输出加热蒸汽压力相对于基准压力的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽的动态供应量并发出相应控制指令，控制装置控制单元15根据控制装置运算单元14的指令输出控制信号，控制装置执行单元16根据控制信号调整加热蒸汽调节控制阀4开度，实时控制加热蒸汽供给量，实时控制加热盘管12加热蒸汽输出压力，进而实时准确控制油品储罐1内的油品温度，以满足油品储存和油品外输时不同的温度要求。

加热盘管入口压力变送器6、加热盘管入口流量变送器7、油品温度变送器8、加热盘管出口压力变送器10、加热盘管出口流量变送器11均设定上述各种参数的上下限，同时设定加热蒸汽调节控制阀4运行参数的上下限，超限即采取声光报警、人工操作或紧急停车等控制措施。

本实用新型温度、压力、流量的动态变化趋势参数均为该装置某点的温度、压力、流量的变化速率，或为该系统某两点之间的温度、压力、流量数值差的变化速率。油品储罐是原油储罐、柴油储罐、重油储罐、沥青储罐、煤焦油储罐、原油沉降罐或原油脱水罐。

本实用新型的工作原理是：

加热蒸汽经过管道和加热盘管在油品储罐内不断循环，以满足油品加热、保温的用热需求。油品储罐需要的热量是不断变化的，但是对于输入油品储罐的加热蒸汽温度则相对稳定。当油品温度低于设定目标温度时，控制装置执行单元保持加热蒸汽调节控制阀的设定开度上限，持续大量提供加热蒸汽供应量；当油品温度高于设定目标温度时，控制装置执行单元保持加热蒸汽调节控制阀的设定开度下限，持续少量提供加热蒸汽供应量；油品温度达到设定的目标温度时，控制装置自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的温度或压力为加热蒸汽基准温度或压力。控制装置运算单元根据加热盘管输出管线上装有的温度变送器或者压力变送器检测的温度动态变化趋势参数或者压力动态变化趋势参数，判断加热盘管出口加热蒸汽的温度或压力相对基准温度或压力的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽的动态需求量，并发出相应控制指令，控制装置控制单元根据控制装置运算单元的指令输出控制信号，控制装置执行单元根据控制信号实时调整加热蒸汽调节控制阀的开度，实时控制加热蒸汽供应量，进而实时控制油品储罐内的油品温度。

控制装置预先设定某时间段不同时段油品储罐内加热盘管上方一定位置的油品目标温度，预先设定某时间段不同时段油品目标温度之间不同的升降温时间和升降温速度，当油品温度按照设定升降温时间和升降温速度达到目标温度时，控制装置自动锁定此时的加热盘管出口加热蒸汽的温度或压力为基准温度或压力。控制装置运算单元根据加热盘管输出管线上装有的温度变送器或者压力变送器检测的温度动态变化趋势参数或者压力动态变化趋势参数，判断加热盘管出口加热蒸汽的温度或压力相对基准温度或压力的动态变化规律，通过分析软件和专家数据库推理运算加热蒸汽的动态需求量并发出相应控制指令，控制装置控制单元根据控制装置运算单元的指令输出控制信号，控制装置执行单元根据控制信号实时调整加热蒸汽调节控制阀的开度，实时控制加热蒸汽供应量，进而实时控制油品储罐内的油品温度，以满足油品储存和油品外输时不同的温度要求。

Claims (2)

1.一种油品储罐恒温节能自动控制装置，该控制装置由运算单元、控制单元和执行单元三部分组成，其特征是：油品储罐内设有蒸汽加热盘管，在蒸汽加热盘管上方装有油品温度变送器与运算单元连接；加热蒸汽输入管线上装有加热盘管入口温度变送器、加热盘管入口压力变送器、加热盘管入口流量变送器分别与运算单元连接；在加热蒸汽输出管线上加热盘管出口温度变送器、加热盘管出口压力度变送器、加热盘管出口流量变送器分别与运算单元连接，加热蒸汽输出管线上的加热蒸汽调节控制阀与执行单元连接。

2.根据权利要求１所述油品储罐恒温节能自动控制装置，其特征在于所说的油品储罐是原油储罐，或柴油储罐，或重油储罐，或沥青储罐，或煤焦油储罐，或原油沉降罐，或原油脱水罐。

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