储油罐温度监测储油罐温度监测 解决方案解决方案 上海光子光电传感设备有限公司上海光子光电传感设备有限公司 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 1 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 1 项目背景项目背景 随着我国石油工业的发展，原油、成品油储量的增加，国内大型油库、油罐区越来越多。这些石油和石化行业中大型的储油罐和储气罐往往大量集中布置，一旦发生事故将造成巨大的人员和财产损失。 温度作为反映油罐区状态的重要参数，可以说直接关系到人民生命财产的安全。 由于油罐数量较多，需控制的设备、阀门数量较多，操作时间长，且流程复杂，原始的手动操作极易发生误操作，油罐区的安全难以保证。因此人们需要一种性价比高、使用方便且测量准确的温度监测系统。随着传感技术的进步，计算机网络应用的广泛普及， 油罐区自动温度监控系统的运用也成为现代化生产的必然结果。 最新的分布式光纤温度监测系统，提供了几近完美的探测性能。光纤分布式温度监测系统相比其他探测手段， 这一新兴的线型温度监测手段正逐渐为各个领域的用户广为接受，石化行业由于其易燃易爆的环境特点就更为适用。 应用环境要求应用环境要求 被测介质名称：原油或成品油 使用环境温度：-40200 报警温度：20120 多级任意可调 被测介质环境：罐区 传输光缆长度：按实际测量结果（米） 仪表输出接口要求：通讯并考虑消防联动接口 系统目标系统目标 石化行业中，分布式光纤油罐区温度监测系统必须保证： 对油罐群中各油罐所有测点的温度值和所处的位置都能够实时测量、显示； 测量的精度为1，分辨率为 0.1； 能够根据设定的阈值，进行预警； 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 2 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 根据实际需要情况，在油罐区布设感温光纤，能够实现无盲区全方位分布式监测； 能够对所有测试数据进行存档、分析，并提供每台设备或触点建立独立档案库历史记录，按照用户需要设置相应的记录、报表、打印功能； 确保能够集成到其他控制系统； 具备光纤断路再生能力，从传感光纤两端都能够获取测试信息，即使出现一个光纤断点，也能保证系统稳定运行； 内置光开关接口，保证系统损耗稳定性，并为将来系统扩容预留可能性。 通过对油罐温度在线进行监测可以及时解决问题，避免事故的发生，是石化行业提高运营安全的重要工作之一。 系统意义系统意义 对油罐进行温度监测，会有如下益处： 实现火灾、爆炸等灾难事故的早期监测，防患于未然； 可驱动外部报警，一旦发现异常，及时通知相关管理人员； 可以与其它应急系统联动，实现油罐区的自动化管理； 通过图表等形式显示油罐温度分布，为客户提供历史依据，为油罐的合理化管理改进提供第一手资料； 2 储油罐温度监测系统储油罐温度监测系统 节省了大量人力、财力。 2.1 系统特点系统特点 Agilent N4387A 系列非常适用于对油罐区温度的监测。以其优越的性能，快速的检测和强大的软件分析能力，使得整个 DTS 系统具有如下特点和优势： 主要特点主要特点 优点优点 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 3 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 操作人员可以定义告警条件， 把电 缆分成多个区域，设定相应操作 根据油罐内物品的不同，操作人员可以自定 义不同的报警温度阈值 实时数据，高温度和空间分辨率 （高达 0.01， 1m） ， 测量可重复 性高 克服了人工监测片面及误差大的弊端，自动 监测温度异常情况，且给出准确定位。降低 了漏报、误报的概率 光纤传感传输 抗 EMI，没有电气或移动部件，可以简便部 署，且不存在安全隐患 集成式开关和自动调度功能 根据具体项目的实际情况，可利用一台 DTS 设备对多个油罐的温度进行监测 标准接口 可以简便的集成到油罐管理控制系统中，还 可以把在线生成的数据集成到实时温度等级 系统或数据库中 业内领先的质量，使用寿命长 降低了维护和支持成本 2.2 现场设备布置现场设备布置 下图给出了一个利用 DTS 对油罐温度进行实时监测的系统布置示意图。 DTS 主机放置在消防控制室，同时原始的温度数据可以在本机或远程提取与查看。 DTS 光纤分布式温度监测系统主机通过多种输出方式将所探测的油罐温度信号反馈给油罐控制中心，油罐上的探测光缆可进行分区，分别设置报警温度。 根据油罐的大小和油罐间的间距可以选择单通道或多通道， 每个通道将若干个油罐串联在一起同时监测。根据威海油库的油罐大小及分布，选用 2km，4 通道设备。 图 1 给出具体的现场布置示意图，11 个油罐共分为 4 个通道进行监测，每个通道串联 23 个油罐，每个油罐铺设两圈感温光纤（图中红色线部分），罐与罐之间以及到罐到控制室之间用通信光缆连接。整个工程探测感温光缆约需4300m，通信光缆约需 1700m，根据实地情况可能稍有增减。通信光缆与感温光缆之间用光缆接头盒进行接续连接。 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 4 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 图图 1 现场布置图现场布置图 2.3 光缆的铺设光缆的铺设 光缆的铺设遵循以下原则： 光缆的敷设要符合设计和规范要求，不得强拉硬拽，不得打硬弯。 光缆敷设后要对光缆头做保护。 光缆的敷设必须现场勘察清楚， 对敷设长度进行实际测量， 编制敷设表，确定敷设顺序，应根据现场光缆分布情况和敷设表，按先远后近，先集中后分散的原则，安排敷设顺序。 光缆敷设前应检查其型号、规格、长度是否符合设计要求，外观是否良好，其保护层不得有破损。 施工前必须办理相关的作业票，光缆、敷设时，须有专人统一指挥。 敷设完毕应及时加盖好盖板，回添开挖的地沟，清理工作现场，避免造成机械损伤和烧伤。 特殊区域、区段的光缆敷设，应根据施工内规范采取相应的保护措施。 具体的安装如下图所示：感温光缆的铺设，比较简单易行的方法是将传感光缆沿着油罐顶部铁架沿线，结合实际情况均匀铺设，每隔 1 到 1.5 米用光缆固定件将其固定。 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 5 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 图图 2 油罐顶部感温光缆安装示意图油罐顶部感温光缆安装示意图 2.4 数据处理及分析数据处理及分析（DTS 软件）软件） 经过 SOSC 的二次开发，DTS 温度监测系统软件拥有友好的中文操作界面、强大的数据库功能，具有以下特点： 实时数据采集：从被监控区域逐点采集温度值。 实时数据显示：实时显示从当前区域采集所得到的温度。 定温报警：根据用户要求设置报警和预警温度，并对被监控区域设置不同分区，对每个分区进行监控。 温升报警：被监控区域达到用户要求设置的温升阈值，可以报警、指出报警分区。报警信息形成实时数据库。 历史数据显示：用户可以通过历史数据查询得到历史报警信息。报警信息包括报警区域、报警时间、报警区域的温度及损耗。 特性曲线显示：显示沿光纤长度方向上的温度曲线及损耗曲线。 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 6 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 远程监控：通过因特网，可实现对现场温度的远程监控。 监测系统实时监测，具有良好的响应特性。 温度的实时控制，实时显示每隔 0.5 米各点的温度。连续的温度监测，对任意分区、任意温度点报警。 DTS 软件主界面如图 3 所示。 图图 3 软件主界面软件主界面 主界面上显示出各分区温度数值、各分区报警情况、报警事件列表及温度特性曲线。 在参数配置对话框中，一些参数，如警告阈值、火灾阈值、温升阈值等，用户可根据实际情况自行设定，界面如图 4 所示。 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 7 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 图图 4 参数配置界面参数配置界面 点击主界面上历史数据查询按钮，进入历史数据查询界面（图 5），可查看历史记录的报警信息。在打开的历史数据查询对话框中，有事件列表区、查询设定区、游标浏览区及特性曲线区。 图图 5 历史数据查询界面历史数据查询界面 2.5 系统通讯系统通讯 光纤分布式温度监测系统可以提供 USB、RS-232 或者以太网通讯端口，将储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 8 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 油罐的实时温度信息和异常信息以开放协议方式通讯传输至控制中心， 供集成监控系统显示和执行相关联动。 连接如下图所示： 图图 6 系统通讯示意图系统通讯示意图 相关应用案例：相关应用案例： 上海石化炼化部上海石化炼化部 T103 油罐分布式光纤温度监测系统油罐分布式光纤温度监测系统 T103 油罐是立式圆柱形地上油罐，且是外浮顶结构。油罐体积为 30000 立方米，高度约 20 米，圆周周长约 137 米。 感温传感光纤感温传感光纤T103 油罐油罐 感温传感光纤沿油罐内壁布设感温传感光纤沿油罐内壁布设 储油罐温度监测系统 上海光子光电传感设备有限公司 9 Shanghai Optoelectronic Sensor Equipment Co., Ltd 该工程项目现已竣工，验收合格，达到了预先的设计要求。SOSC 每隔一定时间（与用户协调）对 T103 油罐测温设备进行检查，截至目前为止，DTS 一直运行良好。SOSC 还会按照客户要求更新用户的知识体系。