Способ автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов в резервуарах Советский патент 1990 года по МПК F17C13/00 G01F23/00 G01F17/00 G05D27/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и

может быть использовано, в частности, для контроля процессов хранения жидких химических продуктов в резервуарах товарно-сырьевых баз химических и нефтехимических гфедприятий.

Целью изобретения является повышение достоверности автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов и снижение их потерь при хранении.

. На чертеже изображена система, еализующая предлагаемый способ.

Пример реализации способа в процессе хранения изопрена в двух резервуарах емкостью 2000 м3 каждый. Количест- во резервуаров может быть больше двух, оно зависит от размеров хранилища, объема выпуска или грузооборота данного жидкого химического продукта. В отдельных случаях возможно также использование одного резервуара

В связи с агрессивностью, токсичностью, пожаро-- и взрывоопасностыо, а также высокой стоимостью жидких химических продуктов необходимо предусматривать надежный и достаточно полный автоматический контроль про- - цесса хранения этих продуктов.

На чертеже изображены резервуары 1 и 25 насос 3, датчики 4 и 5 расхода жидкого химического продукта, датчики 6 и 7 уровня, чувствчтелт чые элементы 8 и 9 сигиализдтооов ypoi-t - э электронные блоки 10 и 11 СР &

ТОрОВ УРОВНЯ, ВЫЧИСЛЧ ulfj ,iOMl -

леке i2, нормирующие пг зебр аз свате- ли 13--16, промежуточные преобразователи 17-20, устройство сш пзчизаппи 21 и устройство регистрации 22.

Жидкий химический продукт поступает в резервуары 1 и 2, Для поддержания устойчивого жидкого состояния продукта и избежания образования вакуума в резервуары подается азот под определенным давлением. Откачивание продукта из резервуаров осуществляется насосом 3,

Способ автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов в резервуарах осуществляют следующим образом.

Для контроля процесса хранечия .жидкого химического продукта измеряют следующие технологические параметры: расходы жидкого химического продукта на входе и выходе в группы резервуаров, уровни этого продукта в каждом резервуаре, В каждом резервуаре осу ществляется также сигнализация; нарушение максимально допустимого значе0

5

0

5

0

ния уровня. Для этой цели используются датчики 4 и 5 расхода жидкого химического продукта, датчика 6 и 7 уровня, чувствительные элементы 8 и 9 и электронные блоки 10 и 11 сигнализаторов уровня.

На входы вычислительного комплекса 12 подают сигналы от датчиков 4 и 5 расхода, датчиков 6 и 7 уровня, электронных блоков 10 п 11 сигнализаторов уровня. Для подключения к вычислительному комплексу 12 датчиков 4-7 используются нормирующие преобразователи 13-16 и промежуточниые преобразователи 17-20.,

Дискретные сигналы от электронных блоков 10 и 1 сигнализаторов уровня подают на модули ввода инициатив 1ых сигналов вычислительного комплекса 12. Аналоговые сигналы oi промежуточных преобразователей 17- 20 подают на блоки нормализации вычислительного комплекса 12„ I

По измеренным значениям расхода жидкою химического продукта на входе группы резервуаров 1,2 с помощью вычислительного комплекса 12 определяют его суммарный расход за определенный промежуток времени Д1гт :

xn FBX.+ ut

где F

5

вх, п

, Вх. п-1

0

8Х. п

5

0

5

&t

FBxn, n 1,2..,N,(1) суммарный расход жидкого химического продукта на входе группы резервуаров 1,2 за определенный промежуток времени At, s кг; суммарный расход жидкого химического продукта с начала определенного промежутка времени до предыдущего шага опроса преобразователя 4 расхода, кг;

-текущее значение расхода жидкого химического продукта на входе группы резервуаров 1,2, измеренное с помощью датчика 4 расхода5 кг/ч;

-текущий шаг (цикл) опроса преобразователя 17. причем в пределах определенного промежутка временип меняется от 1 до N |

-дискретность опроса измерительного преобразователя 11 расхода, ч;

-количество циклов опроса преобразователя 17 в преде51539447

лях определенного промежутка времени Лt,.

Аналогично определяется суммарный расход жидкого химического продукта за определенный промежуток времени At, на выходе группы резервуаров

П Т L Л tГ8ИХП гВЫхП-1 alFeo.xnn

1.2...N, (2)

F

ВПК. п

суммарный расход жидкого химического продукта на выходе группы резервуаров за определенный промежуток времени dt,, кг;

0

рвы,хп текущее значение расхода жидкого химического про-- дукта на выходе группы резервуаров, измеренное с помощью датчика 5, кг/ч.

I

По измеренным значениям уровня определяется количество жидкого химического продукта в каждом резервуаре. Для этой цели может быть использован метод, основанный на кусочно-линейной аппроксимации калибровочных характеристик резервуаров.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано, в частности для контроля процессов хранения жидких химических продуктов в резервуарах товарно-сырьевых баз химических и нефтехимических предприятий. Цель изобретения - повышение достоверности автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов и снижение их потерь при хранении. Способ автоматического контроля процесса хранения химических продуктов в резервуарах состоит в том, что по измеренным значениям уровня продукта в резервуарах определяют его количество в каждом резервуаре и общее количество в группе резервуаров, определяют величину небаланса по жидкому продукту для группы резервуаров за определенный промежуток времени и в случае повышения допустимого значения небаланса формируют предупреждающий сигнал, определяют прогнозируемое время нарушения максимально допустимого значения уровня и, если прогнозируемое время нарушения равно или меньше заданного значения, формируют предупреждающий сигнал о возможном переполнении. Сравнивают текущее знты пальцы 5 обеспечивают разгон, а грузы 8 - передачу момента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.м.н.камкинт.а.горячева621.825.5я 1-2-55531.787

nщц

-f v«« 1 Л +

HM Hum ;

Yitr.,r

Hfcm + t - H fcm

де k m

номер контролируемого резервуара;

-номер точки перегиба калибровочной характеристики резервуара;

-безразмерное дискретное время;

-количество жидкого химического продукта в резервуаре, кг;

ц уровень жидкого химического продукта в к-том резервуаре, %.

Суммарное количество жидкого химиеского продукта, которое хранится

,

H,

ЛР

- п,Femвеличина небаланса на конец

j-ro промежутка времени -dt, кг;

суммарное количество жидкого химического продукта, находящегося в группе резервуГ 1, если |4Fj| - , 0 ; (. 2,

Р,

если IdFjl - ДРсу 0

где Р, - значение предупреждающего сигнала о небалансе, причем Р -, - 1 свидетельствует о наличии этого сигнала, а Рт 0 об его отсутствии; - допустимое значение небаланса, кг.

Превышение допустимого значения небаланса свидетельствует о возмож- ной утечке жидкого химического продукта или неисправном состоянии контрольно-измерительных приборов. Воз-. можны другие причины небаланса. В (Htc; Hkm)

(3) (4)

в группе резервуаров, определяется

следующим образом: 1

VC; X

V

ki

(5)

где Vc - суммарное количество жидкого химического продукта в группе резервуаров, кг;

k - номер резервуара;

Vk - количество резервуаров в группе.

Далее определяют величину небалан- ,са по жидкому химическому продукту, для группы резервуаров за определенный промежуток времени Л t-, ;

,

Femj-CVcj- V4- « (6)

аров на конец j-ro промежутка времени Лс,, кг. Величину небаланса сравнивают с допустимым значением и в случае превы- шения допустимого значения формируют предупреждающий сигнал о небалансе:

(7) (8)

бом случае контроль небаланса дает возможность вовремя проанализировать ситуацию и принять необходимые меры для устранения неполадок.

По найденным значениям количества жидкого продукта в каждом резервуаре и расходам жидкого химического продукта на входе и выходе группы резервуаров определяют прогнозируемое время нарушения максимально допустимого значения уровня:

+ k

Fskix i-

Ь шк- мчкс

(9:

k vk; «t -1 v

00 , Vk; -V,,,где k j, k , - коэффициенты; .

FIOK макс максимальное значение

шкалы измерения расхода жидкого химического продукта, кг/ч; At - дискретность измерения,

ч;

k - номер резервуара;

i - безразмерное дискретное время, ч;

tnp -прогнозируемое время нарушения маскимально допустимого значения уровня, ч;

.k максимально допустимое

количество жидкого химического продукта в резервуаре, соответствующее максимально допустимому значению уровня,кг.

Коэффициент k г выбирают в пределах 0-0,5 в зависимости от класса точности используемых датчиков и преобразователей, надежности их работы, точности определения количества жидкого хи мического продукта в резервуаре и т.д. Использование коэффициента kl( при определении прогнозируемого времени нарушения максимально допустимого значения уровня дает возможность по

f1 lo,

если

если

-прК tnp-3

tpp.ki tnp э

Pj, . 1 означает наличие предупреждающего сигнала, а 0 - его отсутствие .

Наличие информации о прогнозируе- мом времени нарушения максимально допустимого значения уровня жидкого химического продукта в резервуарах дает возможность технологическому персоналу заранее оценить сложившую- ся ситуацию и при-необходимости принять оперативные меры по уменьшению расхода, или полному прекращению приема жидкого химического продукта в резервуары. Это позволяет исключить возможность аварий, связанных с переполнением резервуаров, и уменьшить потери жидкого химического продукта.

,- Vk.,0; (10) , 0; (11)

высить точность прогноза. Это достигается путем использования избыточной информации, так как при определении используется не только информация об использовании количества жидкого химического продукта в резервуаре, но и информация о расходах этого, продукта на входе и выходе группы резервуаров . Изменяя коэффициент k г в формуле для определения коэффициента k,.можно уменьшить или увеличить влияние расходов продукта на значение прогнозируемого времени tnp. ki« Точнее влияние на величину tnpki оказывает разность расходов:

рвих.Г V;Прогнозируемое время нарушения максимально, допустимого значения уровня представляет собой предполагаемое время, через которое ожидается переполнение резервуара, т.е. нарушение максимально допустимого значения уровня. Если t 0,25ч, то это означает, что через 15 мин ожидается нарушение максимально допустимого значения уровня.

Если величина tn ..меньше или заданному значению спр3то формируют предупреждающий сигнал Р -jki

Vso возможном переполнении k-ro pe- зервуара:

3

; (12) ; (13)

Текущее значение уровня жидкого химического продукта в каждом резервуаре сравнивают с установленным максимально допустимым значением. Если текущее значение уровня равно или превышает установленное максимально допустимое значение и отсутствует сигнал о превышении максимально допустимого значения уровня от сигнализатора уровня, а также в случае появления сигнала о превышении максимально допустимого значения уровня от сигнализатора уровня, когда разность между максимально допустимым значением уровня и его текущим значением больше заданной величины, формируют предупреждающий сигнал о несоответствии показаний контрольно-измерительных приборов уровня:

р - гэиГ

1

1, если(Hk, Н

1, еслиГ(Нмачс-

О, если(Hk. Н

О, если(Нц Н

где Н к установленное максимально /допустимое значение уров-- ня, %,

признак наличия сигнала о превышении максимально дог пустимого значения уровня от сигнализатора уровня: Р4|о О сигнал отсутству- : ет, Р4ю Ч свидетельствует о наличии сигнала. Сигнализация о несоответствии, показаний контрольно-измерительных f приборов уровня: датчиков уровня 6,7 и сигнализатора уровня электронных блоков 10,11 - дает возможность выявить это несоответствие и не допустить использование неисправных контрольно-измерительных приборов, что обеспечивает повышение достоверности автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов

При формировании любого из рассмотренных предупреждающих сигналов Р . , Рг1 j Р3- осуществляется сигнализация и регистрация этого состояния с помощью устройства сигнализации 21 и устройства регистрации 22,

В качестве устройства сигнализаци

21может быть выбрано любое предназнtченное для этой цели серийное устрой

ство, удобное в эксплуатации и обеспечивающее возможность работы совместно с применяемым вычислительным комплексом 12. Таким устройством может служить дисплейный модуль, а также другие устройства, например мнемосхема или устройство сигнализации УАС-20В.

В качестве устройства регистрации

22при работе с вычислительным комплексом СМ-2М может быть использовано например, устройство печати типа УПЗ А521/-4/6.

Реализация способа автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов в резервуарах дает возможность сократить потери продуктов па 0,05% от величины их грузооборота

Экономия от сокращения потерь хранимых продуктов на 0,05% проводится в таблице.

Сумма годовой экономии, полученной в результате внедрения предла

39447

акс) / Р4Ь П,

HM)H3JAp4k

О(КС) Л Р4Ь, О,

10

(14)

(15)

макс) 4 к; - 1 ,

гаемого способа, с учетом затрат на обслуживание и эксплуатацию составлет 156950 руб., экономический эффект - 156350 рубо

Формула изобретения

5

0

5

5

Способ автоматического кочтрсля процесса хранения жидких химических продуктов-в резерв}арах, заключающийся в измерении расходов жидкого химического продукта на входе и выходе группы ре- зервуаров, определении количества этого продукта в каждом резерв;аре и сигнализации максимально допустимых значений уровня в указанных резервуарах, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности автоматического контроля процесса хранения жидких химических продуктов и снижения потерь при хранении,измеряют уровень жидкого химического продукта в каждом резервуаре,определяют по из- меренным значениям уровня количество

0 этого продукта в хаж/тог: резервуаре и его общее количество з грулпе рз- зервуаров, определяют по измеренным значениям расхода жидкого хпм :чсогс продукта и найденному общему количеству жидкого химического продукта в группе резервуаров величину небаланса по этому продукту для группы резервуаров за определенный промежуток времени, сравнивают величину неQ баланса с его допустимым значением и в случае его превышения формируют предупреждающий сигнал о небалансе по жидкому химическому продукту, определяют по найденному значению об5 щего количества жидкого химического продукта в группе резервуаров и расходам этого продукта на входе и выходе группы резервуаров прогнозируемое время нарушения максимально допустимого значения уровня, сравнивает ют прогнозируемое время нарушения максимально допустимого значения уровня с заданным значением и в случае, если прогнозируемое время нарушения равно или меньше заданного значения, формируют предупреждающий сигнал о возможном переполнении резервуара, сравнивают текущее значение уровня жидкого химического продукта

0

5

II

в каждом резервуаре с максимально допустимым значением и в случае, если текущее значение уровня равно или превышает максимально допустимое значение и отсутствует сигнал о превышении максимально допустимого значения уровня, а также в случае появления сигнала о превышении макси1

Экономия от сокращения потерь хранимых продуктов

А ют

21

СоставительА.Прусковцов Редактор Н.Горват Техред М.Ходанич . Корректор В.Гирняк

Заказ 203

Тираж 423

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

153944712

мально допустимого значения уровня, когда разность между установленным. максимально допустимым значением уровня и его текущим значением больше заданной величины, формируют предупреждающий сигнал о несоответствии показаний контрольно-измерительных прйбЪ-- ров уровня.

К потребителю

г

П

Подписное