基于ECS-100的氨罐监控系统

2015-12-12陈少杰

安徽化工 2015年4期

陈少杰

（安徽昊源化工集团有限公司仪表车间，安徽阜阳236000）

氨是氮肥企业的中间产品，一般以液体的形式存放在氨罐中。根据GB18218—2009《危险化学品重大危险源辨识》，氨罐构成了危险化学品重大危险源。液氨属乙类易燃、易爆、有毒液体，在一定的压力下，氨在罐中以液态的形式存在。一旦氨罐发生故障，液氨即泄漏到大气中，常压下会迅速气化，扩散到大的空间范围内，给周围人员带来无法估量的伤害。

罐区的管理部门每天都要掌握氨罐内存储介质的液位、温度、压力以及罐区内可燃气体浓度、罐区的管道压力、流量、阀门状态等重要数据，控制系统既要保证数据的及时与准确，又要保证罐区安全，防止发生意外事故。因此，设计开发一套具有典型性、开放性、高效性的罐区监控系统对促进罐区的安全生产有着十分重要的意义。

1 氨罐监控系统

氨罐监控硬件系统如图1所示。整个系统分为三层结构：第一层为上位机，采用浙江中控集团的ECS-100作为氨罐监控的硬件平台，AdvanTrol-Pro（V2.65）作为组态软件，设计为双机冗余；第二层为现场数据采集层，通过压力、液位、现场温度、氨浓度检测等传感装置，将现场状况传输给ECS-100；第三层为事故处理层，现场数据进入ECS-100后，系统对数据进行运算，判断是否进行事故处理。

2 系统监控方案

氨罐监控方案的实现是借助AdvanTrol-Pro（V2.65）组态软件中的图形化编程软件（SCControl）和语言编程软件（SCLang）。监控流程如图2所示，系统启动后，控制器会自动检测通信、外围硬件及软件的运行状况。初始化完成后，如系统正确，则开始采集设定端口数据并运算，若罐内压力P≥Pmax（Pmax设定为2.5MPa），系统会调节相应的阀门（PID控制），从而使压力恢复到安全域内。压力恢复后，系统扫描下一通道，全部通道扫描周期为100ms。15s内氨罐内压力继续升高或无变化，系统则会自动转入事故处理程序。

3 消防联动系统

氨罐消防实际上是对罐体实施水冷却保护，降低罐壁温度，使球罐保持本质安全，从而避免事故扩大、火灾蔓延。根据我公司氨罐的实际情况，设置固定式冷却喷淋装置，并在罐区周围设置高压水枪，一旦液氨泄漏，可在罐区四周形成水墙，起到封锁和稀释氨气的作用，如图3所示。

为了使固定式消防冷却水均匀喷淋并完全覆盖整个液氨球罐，采用两条DN50供水竖管。在球罐上、中、下设置三圈多孔喷淋管，通径均为DN50，孔口直径3～5mm，孔口入口水压在0.1MPa左右。罐区周围布置DN100的消防管道，管道每隔1.5米设置一喷枪，管内静压控制在1.0MPa。

4 监控系统工程组态

组态选择DCS系统提供的软硬件工具，对所有的仪器仪表、消防设备、所需的监控参数、监控方案运行进行定义和连接，从而满足监控要求。ECS-100的组态分为控制站组态和操作站组态两部分。组态的内容：按I/O点对每个模块通道设置参数（如量程、单位）；组态回路部分有将内部功能仪表组成一定功能的回路组态，有消防设备启动停止、系统复位组态等。画面上的系统复位按钮用作关闭所有消防设备，如图4。