DB13∕T 5551-2022 浮顶储罐及气柜在线监测系统安全运行规范(河北省).pdf

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1、 ICS 29.020 CCS A 91 13 河北省地方标准 DB 13/T 55512022 浮顶储罐及气柜在线监测系统 安全运行规范 BDB 13/T 55512022 I 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由河北省应急管理厅提出并归口。本文件起草单位：河北安策安全技术服务有限公司、唐山市建华自动控制设备厂。本文件主要起草人：李朝博、李建龙、莫双健、王军、张慧朋、吴忠海、李士开、肖刚、唐有生、张铁英、姚俊仕、訾兆明、赵冠云。本文件为首次发布。DB 13/T 55512022 1 浮顶储罐及气柜在线监测系统 安全运

2、行规范 1 范围 本文件规定了浮顶储罐及气柜在线监测系统的安全运行相关要求。本文件适用于浮顶储罐及煤气和其它各种工业气体气柜。本文件不适于不构成重大危险源的单罐容积小于5万m3的浮顶储罐。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 3836.1 爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求 GB 3836.2 爆炸性环境 第2部分:由隔爆外壳d保护的设备 GB 3836.9 爆炸性环境 第9部分:由浇封型m保护的设备 GB/T 6587

3、电子测量仪器通用规范 GB/T 15969.3 可编程序控制器 第3 部分：编程语言 GB 51066 工业企业干式煤气柜安全技术规范 SH/T 3194 石油化工储罐用装配式内浮顶工程技术规范 3 术语和定义 GB 51066、SH/T 3194界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 浮顶储罐在线监测系统 on line monitoring system for floating roof storage tank 用于测量储存介质的高度（浮顶储罐浮顶位置）、储存介质的体积、浮顶倾斜量、浮顶漂移量、浮顶扭转量、浮顶卡顿、密封液位、介质浓度、压力、温度、流量等参数的软硬件系统。3.2

4、气柜在线监测系统 gas holder on-line monitoring system 用于测量气柜柜位、柜容、柜速、活塞倾斜量、活塞漂移量、活塞扭转量、活塞卡顿、油沟油位、柜体沉降、气体浓度、压力、温度、流量等参数的软硬件系统。3.3 漂移量 drift quantity 浮顶及活塞偏离其原始中心的程度。3.2 扭转量 torsion 浮顶及活塞相对中心轴线旋转的程度。4 一般规定 4.1 设置要求 DB 13/T 55512022 2 新建浮顶储罐及气柜，应设计安装在线监测系统；在用未安装在线监测系统的浮顶储罐及气柜，应安装在线监测系统。4.2 系统参数 浮顶储罐及气柜在线监测系统包括

5、但不限于以下参数：浮顶储罐储存介质的高度、体积；气柜柜位、柜容、柜速；倾斜量；漂移量；扭转量；卡顿；密封液位；柜体沉降；可燃/有毒气体浓度；压力；温度；流量；视频等。4.3 防爆要求 在线监测系统中防爆区域内所用电气设备应符合相应防爆要求。4.4 数据上传要求 在线监测系统数据应实时上传到24h有人值守的控制室，在线监测系统应根据相关部门的要求定时上传数据。4.5 系统验收 在线监测系统建成后，连续无故障试运行达3个月以上，方可进行验收。4.6 故障报警 在线监测系统应具备传感器故障报警功能。4.7 认证要求 在线监测系统中所用电气设备应取得国家级产品质量认证证书，列入强制性产品认证目录的电气

6、设备应取得国家强制性产品认证证书（3C）。5 在线监测系统监测要求 5.1 浮顶储罐储存介质高度、体积及气柜柜位、柜容、柜速监测要求 5.1.1 浮顶储罐储存介质高度、体积监测 浮顶储罐储存介质高度、体积测量应使用高精度传感器。传感器应符合GB 3836.1和GB 3836.2的规定。5.1.2 气柜柜位、柜容、柜速监测 气柜柜位、柜容、柜速测量应使用高精度传感器。传感器应符合GB 3836.1和GB 3836.2的规定。5.1.3 浮顶储罐储存介质高度、体积及气柜柜位、柜容、柜速测量方法及测量形式 参见附录A。5.2 倾斜量监测要求 5.2.1 倾斜量监测 在线监测系统中倾斜量测量采用联通器

7、的原理。联通器沿浮顶及活塞的圆周设置测量点，各测点上测量桶内液位随浮顶及活塞的倾斜而变化，应使用非接触式高精度传感器完成测量。传感器应符合GB 3836.1和GB 3836.9的规定。5.2.2 倾斜量监测的测量方法及测量形式 参见附录B。5.3 漂移量监测要求 5.3.1 漂移量监测 DB 13/T 55512022 3 在线监测系统中漂移量测量应使用高精度传感器，实时测量浮顶及活塞与侧壁之间的间隙。传感器应符合GB 3836.1和GB 3836.2的规定。5.3.2 漂移量监测的测量方法及测量形式 参见附录C。5.4 扭转量监测要求 5.4.1 扭转量监测 在线监测系统中扭转量测量应使用机

8、器视觉技术，通过图像分析技术得到浮顶及活塞扭转量。传感器应符合GB 3836.1和GB 3836.2的规定。5.4.2 扭转量监测的测量方法及测量形式 参见附录D。5.5 浮顶及活塞卡顿监测要求 5.5.1 浮顶及活塞卡顿监测 在线监测系统中浮顶及活塞卡顿监测应根据浮顶储罐及气柜的运行特点编制卡顿监测软件，软件编制应符合GB/T 15969.3的规定。5.5.2 浮顶及活塞卡顿监测方法 参见附录E。5.6 组态软件 在线监测系统中组态软件编制应符合GB/T 15969.3的规定。组态软件至少包括监测主模块；介质高度及柜位、柜容、柜速、柜压、油位监测模块；倾斜监测模块；漂移、扭转监测模块；其它参

9、数监测模块；数据校准模块；历史曲线图；系统菜单等。5.7 远程诊断及数据上传功能 在线监测系统中应具备远程诊断及数据上传功能，记录的电子数据的保存时间不少于30d。5.8 远程诊断及数据上传方法 参见附录F。6 系统维护与管理 6.1 参数设定 在线监测系统投入使用前，应按国家相关规定确定各测量参数的量程、报警阈值。6.2 设备档案 在线监测系统投入使用时，应收集防爆合格证、技术说明书、出厂合格证等建立设备档案。6.3 现场比对 在线监测系统投入使用后，应按GB 51066的规定进行现场比对。6.4 声光报警测试 在线监测系统运行过程中，应按GB/T 6587的规定测试声光报警功能。6.5 周

10、期检定 在线监测系统使用的各类传感器应按照有关规定定期检定。6.6 系统校准 DB 13/T 55512022 4 应每年对在线监测系统进行校准。6.7 检查维修 在线监测系统发生故障时，应及时修复并保存检修和维修记录；进入浮顶储罐和气柜内对在线监测系统进行检查维修时，应按照国家相关规定要求执行。7 系统安全防护 7.1 临界监测 关键参数临近预警值时，应提高运行参数的监测频率。7.2 数据安全 在线监测系统软件应具有“防火墙”功能，保障数据上传及远程诊断的数据安全。7.3 防雷接地 在线监测系统应具有防雷接地保护功能。DB 13/T 55512022 5 A A 附录A （资料性）浮顶储罐储

11、存介质高度、体积及气柜柜位、柜容、柜速测量方法及测量形式 A.1 测量方法 浮顶储罐介质高度及气柜柜位、浮顶储罐介质的体积及气柜柜容、气柜活塞垂直运行速度（柜速）的电子测量方式应使用防爆高精度传感器完成。根据测量方法，在控制器或上位机中能设定各参数的量程、报警点。利用组态软件显示并记录参数的测量值。系统精度2mm。防爆高精度传感器主要技术数据见表 A.1。表 A.1 防爆高精度传感器主要技术数据 名称 数值 单位 备注 测量范围 0150（可调）m 精度 1 mm 分辨率 1 mm 工作温度-4080 供电电压 730 VDC 功耗 测量状态 0.95 W 数据接口 RS485 modbus

12、或 jhcom 防爆等级 按照标准规范要求选型 安装方式 垂直向下 防护等级 IP65 A.2 测量形式 传感器一般选择在顶部固定位置安装，传感器测量面应垂直向下，对准测量反射板。根据安装孔径配置适合的标准法兰。也可利用现场构架、护栏等位置进行传感器的吊装。传感器应具有自行平衡机构。传感器安装应符合GB 50093的要求。DB 13/T 55512022 B B 附录B （资料性）倾斜量监测的测量方法及测量形式 B.1 测量方法 在线监测系统倾斜量测量至少采用8个测量机构An，传感器为非接触式防爆高精度传感器。测量机构An的下部引出管通过软管连通在一起，形成一个密闭的液体连通器。测量机构An的

13、信号电缆并接在一起，用一根防爆电缆引到浮顶储罐及气柜外部与计算机连接，所有测量数据通过数据总线传至计算机。浮顶及活塞运行过程中发生倾斜时，测量机构An内的液位也随之发生变化，液体分布到相对应的测量机构An中，测量机构An中的防爆高精度传感器检测出液位的变化，并通过数据通信发送到工控计算机中。实时显示每个测量机构An的测量值，经计算，显示、记录浮顶及活塞的最大倾斜量及最大倾斜量所处的方位。计算机根据实时数据，生成在线监测系统倾斜量动态组态画面，并根据工艺要求进行声光报警。在线监测系统的最大倾斜量测量精度1mm；最大倾斜量所处的方位精度1。在线监测系统倾斜量测量示意图如图 B.1 所示。信号电缆信

14、号电缆计算机DB 13/T 55512022 7 表 B.1 防爆高精度传感器主要技术数据 名称 数值 单位 备注 测量范围 601000 mm 精度 0.3 mm 分辨率 0.1 mm 防爆等级 按照标准规范要求选型 信号输出 RS485 Modbus 或 jhcom 环境温度-4085 供电电压 24 VDC 功耗 72 mW B.2 测量形式 在线监测系统中倾斜量测量采用联通器的原理。联通器沿浮顶及活塞的圆周设置测量点，各测点上测量桶内液位随浮顶及活塞的倾斜而变化，通过防爆高精度传感器测出每个测点的液位值并采集到工控机，计算出浮顶及活塞的最大倾斜量及最大倾斜量所处的方位。测量传感器应采用

15、非接触式防爆高精度传感器。传感器安装应符合GB 50093的要求。DB 13/T 55512022 C C 附录C （资料性）漂移量监测的测量方法及测量形式 C.1 测量方法 在线监测系统漂移量测量采用至少8个防爆高精度传感器，均布在浮顶及活塞同一水平面的外圆周，实时测量浮顶及活塞与侧壁（T挡板和柜壁）之间的间隙，8个基本测点的测量值通过RS485通讯电缆传输到工控计算机。实时显示每个测点的测量值，经计算，显示、记录浮顶及活塞的最大漂移量及最大漂移量所处的方位。计算机根据实时数据，生成在线监测系统漂移量动态组态画面，并根据工艺要求进行声光报警。在线监测系统的最大漂移量测量系统精度1mm；最大漂

16、移量所处的方位精度1。在线监测系统漂移量测量示意图如图C.1所示。信号喊信号电缆m计算机/DB 13/T 55512022 9 表 C.1 防爆高精度传感器主要技术数据 名称 数值 单位 备注 测量范围 010 m 精度 0.5 mm 防爆等级 按照标准规范要求选型 信号输出 RS485 modbus 或 jhcom 响应时间 0.2 s 相对湿度 不超过 80%RH 工作温度-4080 供电电压 24 VDC C.2 测量形式 8个防爆高精度传感器沿浮顶及活塞同一水平面外圆周均匀安装，各传感器均水平设置，防爆高精度传感器测量面对准测量反射点；每个防爆高精度传感器的信号电缆沿同一水平面聚集到一

17、起，均与防爆电缆的下端连接，并通过防爆电缆与置于防爆区域外部的数据总线连接，数据总线与工控计算机连接；传感器安装应符合GB 50093的要求。DB 13/T 55512022 D D 附录D （资料性）扭转量监测的测量方法及测量形式 D.1 测量方法 在线监测系统扭转量测量采用机器视觉技术，通过图像分析技术得到浮顶及活塞扭转量实时动态测量值。设备组成包括2套机器视觉组件、2套激光发射组件及图像分析测量软件。测量值通过网络通讯电缆传输到工控计算机。实时显示每个机器视觉传感器的图像，经计算，显示、记录浮顶及活塞的扭转量及扭转方向。计算机根据实时图像数据，生成在线监测系统扭转量动态组态画面，并根据工

18、艺要求进行声光报警。在线监测系统的扭转量测量系统精度1mm。在线监测系统扭转量测量示意图如图D.1所示。LSB于、tmDB 13/T 55512022 11 表 D.1 扭转量传感器主要技术数据 名称 数值 单位 备注 精度 0.1 mm 分辨率 0.0022 mm 激光发射距离 150 m 激光光线波长 634 nm 防爆等级 按照标准规范要求选型 信号输出 RJ45 1G bps 环境温度-4085 视觉传感器供电电源 12 VDC 点状激光器供电电源 13 VDC D.2 测量形式 激光发射组件安装在柜顶顶部固定位置，并使激光垂直向下发射。机器视觉组件安装在浮顶及活塞上，与激光发射组件相

19、互对应。通过网络通讯电缆传输到工控计算机。计算机根据实时图像数据，生成在线监测系统扭转量组态画面，分析计算得到扭转量及扭转方向。传感器安装应符合GB 50093的要求。DB 13/T 55512022 E E 附录E （资料性）浮顶及活塞卡顿监测方法 通过浮顶储罐及气柜位置、容量、速度测量数据；浮顶及活塞倾斜量测量数据；浮顶及活塞漂移量测量数据；浮顶及活塞扭转量测量数据；浮顶储罐及气柜运行压力测量数据；浮顶储罐及气柜运行温度测量数据；浮顶储罐及气柜进、出口流量测量数据等形成的数据流传输到控制终端，利用控制终端建立的数学模型及逻辑运算模块进行大数据运算，实时判别浮顶储罐及气柜是否发生浮顶及活塞卡

20、塞、卡死（卡顿）现象。当发生浮顶储罐的浮顶及气柜的活塞卡塞、卡死（卡顿）时，瞬时发出报警提示并根据现场要求发出停车联动信号停止浮顶储罐及气柜运行。在线监测系统卡顿监测框图如图E.1所示。测量数据流数学模型逻辑运算Y报警、停运DB 13/T 55512022 13 F F 附录F （资料性）远程诊断及数据上传方法 F.1 在线监测系统远程诊断方法 为实现远程诊断功能，在线监测系统工作时，控制终端的组态软件应编写浮顶储罐及气柜测量传感器原始数据及运行数据的远程诊断程序，形成在线监测系统远程诊断数据包，发送到服务器。通过对诊断信息的解析，对存在问题的测量传感器进行测量功能修复。远程诊断数据包通过控制

21、终端的通讯端口或网络端口发送到服务器。服务器上编制在线监测系统诊断管理程序，接收在线监测系统远程诊断数据包，通过对远程诊断数据包的解析诊断，对存在问题的在线监测系统发回诊断信息，修复相应在线系统中的故障。为保证数据传输的可靠性及安全性，在线监测系统组态软件及在线监测系统诊断控制程序编制时应增加数据校验及防火墙功能。F.2 在线监测系统数据上传方法 在线监测系统应具有数据实时上传功能，数据传输可采用移动网络、物联网等。数据格式为TCP数据或相关职能部门要求的格式。DB 13/T 55512022 14 参考文献 1 危险化学品重大危险源监督管理暂行规定安监总局令(第40号令)2 GB/T 1.1

22、 标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则 3 JJF 1117-2010 计量比对 4 GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码）5 GB 14048.1-2012 低压开关设备和控制设备 第1部分 总则 6 GB 30871-2014 化学品生产单位特殊作业安全规程 7 GB 50093 自动化仪表工程施工及质量验收规范 8 GB/T 50070-2013 石油化工安全仪表系统设计规范（第5.0.11条）9 GB 50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范（第5.4条）10 GB 50257-2014 电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范（第5章、7.1.1、7.1.2）11 AQ 3035-2010 危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范 12 AQ 3036-2010 危险化学品重大危险源 罐区 现场安全监控装备设置规范 13 AQ 3036-2010 危险化学品重大危险源罐区现场安全监控装备设置规范（第10.1条）14 SH/T3007-2014 石油化工储运系统罐区设计规范（第5.4.2）15 GB 50057-2014 石油库设计规范（第15.1.4条）16 GB 50737-2011 石油储备库设计规范（第11.1.2、11.1.5条）