油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置，屬于鍋爐領(lǐng)域。當(dāng)油品溫度低于設(shè)定溫度時，執(zhí)行單元保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的設(shè)定開度上限，持續(xù)大量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；當(dāng)油品溫度高于設(shè)定溫度時，執(zhí)行單元保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的設(shè)定開度下限，持續(xù)少量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；油品溫度達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度時，控制裝置自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度或壓力為基準(zhǔn)溫度或壓力，運算單元判斷加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度或壓力相對基準(zhǔn)溫度或壓力的動態(tài)變化規(guī)律，控制單元根據(jù)運算單元的指令輸出控制信號，執(zhí)行單元根據(jù)控制信號實時調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的開度，實時控制加熱蒸汽供應(yīng)量，進(jìn)而實時控制油品儲罐內(nèi)的油品溫度。
【專利說明】油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鍋爐領(lǐng)域，具體地說是一種油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，油品儲罐是原油開采、油品儲運的重要設(shè)備，油品儲運時需要通過管道使用加熱蒸汽對油品儲罐中的油品進(jìn)行加熱或保溫，一定溫度的加熱蒸汽在管道中被輸送到油品儲罐加熱盤管循環(huán)進(jìn)行熱量交換或熱量傳遞，以滿足油品儲罐儲存油品用熱的需要。實時準(zhǔn)確地控制油品儲罐加熱蒸汽的溫度、設(shè)置和準(zhǔn)確控制不同時段油品儲罐加熱蒸汽的溫度，始終實時優(yōu)化整個油品儲罐加熱保溫系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對準(zhǔn)確控制油品儲罐油品溫度和加熱保溫系統(tǒng)的節(jié)能、減排、降耗、環(huán)保，具有重大意義。
[0003]油品儲罐使用加熱蒸汽對儲罐內(nèi)的油品進(jìn)行加熱和保溫，加熱蒸汽在循環(huán)泵的帶動下通過管道進(jìn)入油品儲罐加熱盤管，在加熱盤管內(nèi)循環(huán)產(chǎn)生熱量交換和熱量傳遞對油品加熱和保溫。原油開采使用的原油沉降罐、原油脫水罐同樣需要使用加熱蒸汽對罐內(nèi)的油水混合物進(jìn)行加熱和保溫。較低的油溫會增加油品粘度不利于油品輸送和油水分離，較高的油溫可以降低油品粘度有利于油品輸送和油水分離，但是會增大油氣揮發(fā)量，從而造成能源浪費、環(huán)境污染，同時使罐區(qū)的危險性增大。
[0004]長久以來，油品儲罐的加熱大部分是由經(jīng)驗豐富的工作人員依靠傳統(tǒng)溫度儀表和蒸汽閥門進(jìn)行人工操作。油品儲罐的加熱系統(tǒng)是多變量系統(tǒng)，原油的導(dǎo)熱速度慢，不同的原油熱傳導(dǎo)系數(shù)也不相同，罐內(nèi)油品溫度既受加熱蒸汽溫度的影響又受外界環(huán)境溫度的影響，人工操作又存在很大的不確定性，這些因素使油品儲罐長期處于加熱蒸汽消耗量高、熱效率低的運行狀態(tài)，致使油品儲罐目前仍然存在著加熱溫度誤差大、油氣排放量大的問題。同時，由于加熱蒸汽在輸送管道的熱量損失、在油品儲罐內(nèi)的熱量消耗，致使油品儲罐內(nèi)的油品溫度難以有效控制，從而影響油品的儲存和運輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型目的在于提供一種油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置，解決油品儲罐目前仍然存在的加熱蒸汽加熱溫度誤差大、消耗量高、熱效率低、油氣排放量大的問題；解決油品儲罐油品溫度難以有效控制的問題；解決不能自動、準(zhǔn)確地滿足油品儲罐不同時段的加熱和保溫要求的問題。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置，該控制裝置由運算單元、控制單元和執(zhí)行單元三部分組成，其特征是:油品儲罐內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱盤管，在蒸汽加熱盤管上方裝有油品溫度變送器與運算單元連接；加熱蒸汽輸入管線上裝有加熱盤管入口溫度變送器、加熱盤管入口壓力變送器、加熱盤管入口流量變送器分別與運算單元連接；在加熱蒸汽輸出管線上加熱盤管出口溫度變送器、加熱盤管出口壓力度變送器、加熱盤管出口流量變送器分別與運算單元連接，加熱蒸汽輸出管線上的加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥與執(zhí)行單元連接。[0007]本實用新型還可通過如下措施來實現(xiàn):油品儲罐是原油儲罐、柴油儲罐、重油儲罐、浙青儲罐、煤焦油儲罐、原油沉降罐或原油脫水罐。
[0008]本實用新型的有益效果是，控制裝置以油品儲罐內(nèi)加熱盤管上方一定位置的油品目標(biāo)溫度為依據(jù)，自動鎖定加熱蒸汽輸出管線加熱蒸汽溫度或壓力，根據(jù)輸出加熱蒸汽溫度動態(tài)變化趨勢參數(shù)或壓力動態(tài)趨勢變化參數(shù)，判斷加熱盤管中加熱蒸汽溫度或壓力的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽的動態(tài)供應(yīng)量，實時調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的動態(tài)開度，實時控制加熱蒸汽的供給量，最大程度上減少加熱蒸汽浪費，降低能源消耗；能夠全面綜合地對油品儲罐的加熱和保溫進(jìn)行實時自動控制，始終實時優(yōu)化油品儲罐加熱、保溫的工作狀態(tài)，準(zhǔn)確控制油品儲罐內(nèi)油品的溫度，可以在某時間段不同時段分別設(shè)置不同的油品儲存溫度和油品外輸溫度，滿足油品儲存和油品外輸時不同的油品溫度要求，最大程度減少油氣揮發(fā)損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，也是一種實施例的示意圖。
[0011]圖2是本實用新型控制系統(tǒng)示意圖
[0012]圖中:1.油品儲罐、2.加熱蒸汽輸入管線、3.加熱蒸汽輸出管線、4.加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥、5.加熱盤管入口溫度變送器、6.加熱盤管入口壓力變送器、7.加熱盤管入口流量變送器、8.油品溫度變送器、9.加熱盤管出口溫度變送器、10.加熱盤管出口壓力度變送器、11.加熱盤管出口流量變送器、12.加熱盤管、13.控制裝置、14.運算單元、15.控制單元、16.執(zhí)行單元。
【具體實施方式】
[0013]實施例1:
[0014]圖1、圖2所示，本實用新型加熱蒸汽輸入管線2上裝有加熱盤管入口溫度變送器
5、加熱盤管入口流量變送器7分別與控制裝置運算單元14連接；在加熱蒸汽輸出管線3上裝有加熱盤管出口溫度變送器9、加熱盤管出口流量變送器11分別與控制裝置運算單元14連接；在油品儲罐1內(nèi)加熱盤管12上方裝有油品溫度變送器8與控制裝置運算單元14連接；加熱蒸汽輸入管線2上裝有加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4與控制裝置執(zhí)行單元16連接。
[0015]控制裝置13預(yù)先設(shè)定油品儲罐1內(nèi)加熱盤管12上方一定位置的油品溫度為目標(biāo)溫度。根據(jù)加熱盤管12上方一定位置裝有的油品溫度變送器8提供的溫度參數(shù)，判斷油品儲罐1內(nèi)油品溫度是否達(dá)到目標(biāo)溫度，當(dāng)油品溫度低于設(shè)定溫度時，控制裝置執(zhí)行單元16保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4的設(shè)定開度上限，持續(xù)大量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；當(dāng)油品溫度高于設(shè)定溫度時，控制裝置執(zhí)行單元16保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4的設(shè)定開度下限，持續(xù)少量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；油品溫度達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度時，控制裝置13自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度為基準(zhǔn)溫度。根據(jù)加熱盤管出口溫度變送器9提供的溫度動態(tài)變化趨勢參數(shù)，判斷輸出加熱蒸汽溫度相對于基準(zhǔn)溫度的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽的動態(tài)供應(yīng)量并發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制裝置控制單元15根據(jù)控制裝置運算單元14的指令輸出控制信號，控制裝置執(zhí)行單元16根據(jù)控制信號調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4開度，實時控制加熱蒸汽供給量，實時控制加熱盤管12加熱蒸汽輸出溫度，進(jìn)而實時準(zhǔn)確控制油品儲罐1內(nèi)的油品溫度。
[0016]控制裝置13預(yù)先設(shè)定某時間段不同時段油品儲罐1內(nèi)的油品目標(biāo)溫度，預(yù)先設(shè)定某時間段不同時段油品目標(biāo)溫度之間的升降溫速度，當(dāng)油品溫度按照設(shè)定升降溫速度達(dá)到目標(biāo)溫度時，控制裝置13自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度為基準(zhǔn)溫度。根據(jù)加熱盤管出口溫度變送器9提供的溫度動態(tài)變化趨勢參數(shù)，判斷輸出加熱蒸汽溫度相對于基準(zhǔn)溫度的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽的動態(tài)供應(yīng)量并發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制裝置控制單元15根據(jù)控制裝置運算單元14的指令輸出控制信號，控制裝置執(zhí)行單元16根據(jù)控制信號調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4開度，實時控制加熱蒸汽供給量，實時控制加熱盤管12加熱蒸汽輸出溫度，進(jìn)而實時準(zhǔn)確控制油品儲罐1內(nèi)的油品溫度，以滿足油品儲存和油品外輸時不同的溫度要求。
[0017]加熱盤管入口溫度變送器5、加熱盤管入口流量變送器7、油品溫度變送器8、加熱盤管出口溫度變送器9、加熱盤管出口流量變送器11均設(shè)定上述各種參數(shù)的上下限，同時設(shè)定加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4運行參數(shù)的上下限，超限即采取聲光報警、人工操作或緊急停車等控制措施。
[0018]本實用新型控制裝置運算單元由工業(yè)計算機(jī)、組態(tài)軟件、應(yīng)用軟件、通訊模塊、專家數(shù)據(jù)庫、分析軟件組成；控制裝置控制單元由專用控制器、觸摸屏或PLC組成；控制裝置執(zhí)行單元可以是變頻器、電動執(zhí)行器。涉及的溫度、壓力的動態(tài)變化趨勢參數(shù)均為該裝置某點的溫度、壓力的變化速率，或為該系統(tǒng)某兩點之間的溫度、壓力數(shù)值差的變化速率。油品儲罐可以是原油儲罐、成品柴油儲罐、浙青儲罐，也可以是原油沉降罐和原油脫水罐。本實用新型溫度、壓力的動態(tài)變化趨勢參數(shù)均為該裝置某點的溫度、壓力的變化速率，或為該系統(tǒng)某兩點之間的溫度、壓力數(shù)值差的變化速率。油品儲罐是原油儲罐、柴油儲罐、重油儲罐、浙青儲罐、煤焦油儲罐、原油沉降罐或原油脫水罐。
[0019]實施例2:
[0020]圖1、圖2所示，本實用新型加熱蒸汽輸入管線2上裝有加熱盤管入口壓力度變送器6、加熱盤管出口流量變送器7分別與控制裝置運算單元14連接；在加熱蒸汽輸出管線3上裝有加熱盤管出口壓力度變送器10、加熱盤管出口流量變送器11分別與控制裝置運算單元14連接；在油品儲罐1內(nèi)加熱盤管12上方裝有油品溫度變送器8與控制裝置運算單元14連接；加熱蒸汽輸入管線2上裝有加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4與控制裝置執(zhí)行單元16連接。
[0021]控制裝置13預(yù)先設(shè)定油品儲罐1內(nèi)加熱盤管上方一定位置的油品溫度為目標(biāo)溫度。根據(jù)加熱盤管12上方一定位置裝有的溫度變送器8提供的溫度參數(shù)，判斷油品儲罐內(nèi)油品溫度是否達(dá)到目標(biāo)溫度，當(dāng)油品溫度低于設(shè)定溫度時，控制裝置執(zhí)行單元16保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4的設(shè)定開度上限，持續(xù)大量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；當(dāng)油品溫度高于設(shè)定溫度時，控制裝置執(zhí)行單元16保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4的設(shè)定開度下限，持續(xù)少量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；油品溫度達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度時，控制裝置13自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的壓力為基準(zhǔn)壓力。根據(jù)加熱盤管出口壓力變送器10提供的壓力動態(tài)變化趨勢參數(shù)，判斷輸出加熱蒸汽壓力相對于基準(zhǔn)壓力的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽動態(tài)供應(yīng)量并發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制裝置控制單元15根據(jù)控制裝置運算單元14的指令輸出控制信號，控制裝置執(zhí)行單元16根據(jù)控制信號調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4開度，實時控制加熱蒸汽供給量，實時控制加熱盤管12加熱蒸汽輸出壓力，進(jìn)而實時準(zhǔn)確控制油品儲te1內(nèi)的油品溫度。
[0022]控制裝置13預(yù)先設(shè)定某時間段不同時段油品儲罐1內(nèi)的油品目標(biāo)溫度，預(yù)先設(shè)定某時間段不同時段油品目標(biāo)溫度之間的升降溫速度，當(dāng)油品溫度按照設(shè)定升降溫速度達(dá)到目標(biāo)溫度時，控制裝置13自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的壓力為基準(zhǔn)壓力。根據(jù)加熱盤管出口壓力變送器10提供的壓力動態(tài)變化趨勢參數(shù)，判斷輸出加熱蒸汽壓力相對于基準(zhǔn)壓力的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽的動態(tài)供應(yīng)量并發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制裝置控制單元15根據(jù)控制裝置運算單元14的指令輸出控制信號，控制裝置執(zhí)行單元16根據(jù)控制信號調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4開度，實時控制加熱蒸汽供給量，實時控制加熱盤管12加熱蒸汽輸出壓力，進(jìn)而實時準(zhǔn)確控制油品儲罐1內(nèi)的油品溫度，以滿足油品儲存和油品外輸時不同的溫度要求。
[0023]加熱盤管入口壓力變送器6、加熱盤管入口流量變送器7、油品溫度變送器8、加熱盤管出口壓力變送器10、加熱盤管出口流量變送器11均設(shè)定上述各種參數(shù)的上下限，同時設(shè)定加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥4運行參數(shù)的上下限，超限即采取聲光報警、人工操作或緊急停車等控制措施。
[0024]本實用新型溫度、壓力、流量的動態(tài)變化趨勢參數(shù)均為該裝置某點的溫度、壓力、流量的變化速率，或為該系統(tǒng)某兩點之間的溫度、壓力、流量數(shù)值差的變化速率。油品儲罐是原油儲罐、柴油儲罐、重油儲罐、浙青儲罐、煤焦油儲罐、原油沉降罐或原油脫水罐。
[0025]本實用新型的工作原理是:
[0026]加熱蒸汽經(jīng)過管道和加熱盤管在油品儲罐內(nèi)不斷循環(huán)，以滿足油品加熱、保溫的用熱需求。油品儲罐需要的熱量是不斷變化的，但是對于輸入油品儲罐的加熱蒸汽溫度則相對穩(wěn)定。當(dāng)油品溫度低于設(shè)定目標(biāo)溫度時，控制裝置執(zhí)行單元保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的設(shè)定開度上限，持續(xù)大量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；當(dāng)油品溫度高于設(shè)定目標(biāo)溫度時，控制裝置執(zhí)行單元保持加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的設(shè)定開度下限，持續(xù)少量提供加熱蒸汽供應(yīng)量；油品溫度達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)溫度時，控制裝置自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度或壓力為加熱蒸汽基準(zhǔn)溫度或壓力?？刂蒲b置運算單元根據(jù)加熱盤管輸出管線上裝有的溫度變送器或者壓力變送器檢測的溫度動態(tài)變化趨勢參數(shù)或者壓力動態(tài)變化趨勢參數(shù)，判斷加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度或壓力相對基準(zhǔn)溫度或壓力的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽的動態(tài)需求量，并發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制裝置控制單元根據(jù)控制裝置運算單元的指令輸出控制信號，控制裝置執(zhí)行單元根據(jù)控制信號實時調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的開度，實時控制加熱蒸汽供應(yīng)量，進(jìn)而實時控制油品儲罐內(nèi)的油品溫度。
[0027]控制裝置預(yù)先設(shè)定某時間段不同時段油品儲罐內(nèi)加熱盤管上方一定位置的油品目標(biāo)溫度，預(yù)先設(shè)定某時間段不同時段油品目標(biāo)溫度之間不同的升降溫時間和升降溫速度，當(dāng)油品溫度按照設(shè)定升降溫時間和升降溫速度達(dá)到目標(biāo)溫度時，控制裝置自動鎖定此時的加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度或壓力為基準(zhǔn)溫度或壓力?？刂蒲b置運算單元根據(jù)加熱盤管輸出管線上裝有的溫度變送器或者壓力變送器檢測的溫度動態(tài)變化趨勢參數(shù)或者壓力動態(tài)變化趨勢參數(shù)，判斷加熱盤管出口加熱蒸汽的溫度或壓力相對基準(zhǔn)溫度或壓力的動態(tài)變化規(guī)律，通過分析軟件和專家數(shù)據(jù)庫推理運算加熱蒸汽的動態(tài)需求量并發(fā)出相應(yīng)控制指令，控制裝置控制單元根據(jù)控制裝置運算單元的指令輸出控制信號，控制裝置執(zhí)行單元根據(jù)控制信號實時調(diào)整加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥的開度，實時控制加熱蒸汽供應(yīng)量，進(jìn)而實時控制油品儲罐內(nèi)的油品溫度，以滿足油品儲存和油品外輸時不同的溫度要求。
【權(quán)利要求】
1.一種油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置，該控制裝置由運算單元、控制單元和執(zhí)行單元三部分組成，其特征是:油品儲罐內(nèi)設(shè)有蒸汽加熱盤管，在蒸汽加熱盤管上方裝有油品溫度變送器與運算單元連接；加熱蒸汽輸入管線上裝有加熱盤管入口溫度變送器、加熱盤管入口壓力變送器、加熱盤管入口流量變送器分別與運算單元連接；在加熱蒸汽輸出管線上加熱盤管出口溫度變送器、加熱盤管出口壓力度變送器、加熱盤管出口流量變送器分別與運算單元連接，加熱蒸汽輸出管線上的加熱蒸汽調(diào)節(jié)控制閥與執(zhí)行單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述油品儲罐恒溫節(jié)能自動控制裝置，其特征在于所說的油品儲罐是原油儲罐，或柴油儲罐，或重油儲罐，或浙青儲罐，或煤焦油儲罐，或原油沉降罐，或原油脫水罐。
【文檔編號】G05D23/30GK203502856SQ201320556708
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】鄒勇, 張明龍, 黃少軍 申請人:威海寶源電氣有限公司