無論是液化天然氣接收站,還是天然氣液化廠,低溫儲(chǔ)罐都是最為關(guān)鍵的設(shè)備,所占項(xiàng)目的投資比例也較高。文獻(xiàn)[1]中介紹了各種天然氣儲(chǔ)罐,其中應(yīng)用最為廣泛的是圓柱型常壓低溫儲(chǔ)罐。本文探討此類低溫儲(chǔ)罐的安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。天然氣作為一種清潔能源,正迅速地被開發(fā)利用。目前國(guó)內(nèi)從改變能源結(jié)構(gòu)和改善環(huán)境狀況角度出發(fā),正積極發(fā)展液化天然氣(LNG)技術(shù),液化天然氣項(xiàng)目在各地紛紛啟動(dòng)。沿海城市一般建液化天然氣接收站,從海外接收液化天然氣;而內(nèi)地?fù)碛刑烊粴赓Y源地區(qū)則建設(shè)天然氣液化工廠。

1、低溫儲(chǔ)罐低溫氣瓶檢測(cè)器的布點(diǎn)

　LNG低溫儲(chǔ)槽（低溫儲(chǔ)罐）檢測(cè)器的安裝位置應(yīng)綜合空氣流動(dòng)的速度和方向與潛在泄漏源的相對(duì)位置、通風(fēng)條件而確定，并便于維護(hù)和標(biāo)定。檢測(cè)器和報(bào)警控制器應(yīng)以受到最小振動(dòng)的方式安裝，如果附近易產(chǎn)生電磁干擾，宜使用鎧裝電纜或電纜加金屬護(hù)管。氣體檢測(cè)器安裝高度應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w的密度而定。當(dāng)氣體密度大于0.97kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)時(shí)，安裝高度距地面0.3-0.6m；當(dāng)氣體密度小于或等于0.97kg/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)時(shí)，安裝高度距頂端0.5-1.0m為宜。

　在檢測(cè)器布點(diǎn)及設(shè)置數(shù)量時(shí)參考遵循以下步驟要點(diǎn)：

　(1)首先要查清所要監(jiān)測(cè)的儲(chǔ)罐，有哪些情況可能發(fā)生泄漏，并推算它們的泄漏壓力、單位時(shí)間的可能泄漏量及泄漏方向等，畫出棋格形分布圖，并根據(jù)推測(cè)的嚴(yán)重程度分成A、B、C3種等級(jí)。

　(2)根據(jù)所在場(chǎng)所的主導(dǎo)風(fēng)向、空氣可能的環(huán)流現(xiàn)象及空氣流動(dòng)的上升趨勢(shì)，以及空氣自然流動(dòng)的習(xí)慣通道等，綜合推測(cè)當(dāng)發(fā)生大量泄漏時(shí)，可燃?xì)庠谄矫嫔系淖匀粩U(kuò)散趨勢(shì)方向圖。

　(3)再根據(jù)泄漏氣體的密度(大于空氣或小于空氣)并結(jié)合空氣流動(dòng)的上升趨勢(shì)，最后綜合成泄漏流的立體流動(dòng)趨勢(shì)圖。

　(4)根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)可燃?xì)庑孤┑牧Ⅲw流動(dòng)概念，可在其流動(dòng)的下游位置作出初始設(shè)點(diǎn)方案。

　(5)研究泄漏點(diǎn)的點(diǎn)泄漏狀態(tài)可能是微漏還是噴射狀的泄漏。如果是微泄漏，則設(shè)點(diǎn)的位置就要靠近泄漏點(diǎn)，如果是噴射狀泄漏，則稍遠(yuǎn)離泄漏點(diǎn)。綜合這些狀況，擬定出最終設(shè)點(diǎn)方案。這樣，需要購(gòu)置檢測(cè)器的數(shù)量和品種可以從考慮的最終棋格圖中估算出來。

　(6)對(duì)于一個(gè)大中型有可燃?xì)怏w泄漏可能的儲(chǔ)罐區(qū)，建議每相距10-20m設(shè)1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

　(7)對(duì)密度大于空氣的氣體的檢測(cè)，應(yīng)將檢測(cè)器安裝在低于泄漏點(diǎn)的下方平面上，并注意周圍的環(huán)境特點(diǎn)。例如，地槽地溝容易積聚可燃?xì)怏w的地方，現(xiàn)場(chǎng)通往控制室的地下電纜溝，有密封蓋板的污水溝槽等，都是經(jīng)常性的或在生產(chǎn)不正常情況容易積聚可燃?xì)獾膱?chǎng)所。

2、監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　石化液化天然氣低溫儲(chǔ)槽（低溫儲(chǔ)罐）區(qū)火災(zāi)監(jiān)測(cè)與滅火聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)兼顧了工藝監(jiān)測(cè)參數(shù)DC4-20mA傳輸和火災(zāi)參數(shù)傳輸?shù)牟煌?，以及滅火設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制的信號(hào)輸出要求。工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)是根據(jù)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換協(xié)議，設(shè)計(jì)構(gòu)造防爆型DDZ轉(zhuǎn)換器，接受處理4-20mA本安型一次儀表輸出信號(hào)，如可燃?xì)怏w濃度、成分、LNG容器溫度、液位、壓力等工藝參數(shù)探測(cè)器的輸出信號(hào)。監(jiān)控主機(jī)主要完成對(duì)安全參數(shù)及火災(zāi)初期參數(shù)的連續(xù)采集處理，對(duì)采集到的信號(hào)采用現(xiàn)代信號(hào)檢測(cè)和處理方法，進(jìn)行狀態(tài)分析，及時(shí)預(yù)測(cè)并采取措施對(duì)事故進(jìn)行處理，通過直流硬線連接方式和遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制裝置有效啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)消防設(shè)備，實(shí)施滅火操作。

3、監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)

　系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用模塊化編程方式，主要包括系統(tǒng)主控模塊和事故處理模塊、信息通信模塊、消防管理模塊等功能模塊。各個(gè)模塊的功能如下：

　(1)系統(tǒng)主控模塊。主要完成數(shù)據(jù)采集處理，報(bào)警判斷與聯(lián)動(dòng)控制輸出，自動(dòng)與手動(dòng)控制方式切換，系統(tǒng)管理。

　(2)事故處置模塊。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完成對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的事故狀態(tài)分析預(yù)測(cè)，對(duì)工藝安全進(jìn)行操作控制和處置緊急情況，實(shí)施救災(zāi)方案。

　(3)信息通信模塊。主要完成通信協(xié)議管理，數(shù)據(jù)通信控制，異地遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)。

　(4)消防管理模塊。主要完成系統(tǒng)操作管理，設(shè)備工況管理，防火管理與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。