DB13 T 5551-2022 浮顶储罐及气柜在线监测系统安全运行规范.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 Code for safe operation of on-line monitoring system for floating roof storage tank and gas holder 2022-02-28 发布 2022-03-31 实施 河北省市 场监督 管 理局 发 布 DB 13/T 5551 2022 I 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 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

2、 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 5551 2022 1 浮 顶储罐 及气柜在 线监测 系统 安 全运行 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

3、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 电 子测 量仪 器 通用规 范 G

4、B/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

5、、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 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 5551 2022 2 新建浮

6、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

7、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 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

8、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

9、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 5551 2022 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

10、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；其它参数监

11、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

12、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 5551 2022 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

13、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 5551 2022 5 A A 附录A（资料 性）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 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

14、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 0 150（可调）m 精度 1 mm 分辨率 1 mm 工作温度-40 80 供电电压 7 30 VDC 功耗 测量状态 0.95 W 数据接口 RS485 modbus 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

15、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 5551 2022 6 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

16、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。图B.1 在 线监 测系 统倾 斜量测 量示 意图 防爆高 精度

17、 传感 器主 要技 术数据 见表B.1。DB 13/T 5551 2022 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

18、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 5551 2022 8 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

19、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 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。C.1 在 线监 测系 统漂 移量 测量示 意图 防爆高 精度 传感 器主 要技 术数据 见表C.1。DB 13/T 5551 2022 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 0 10 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

20、 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 5551 2022 10 D D 附录D（资料 性）扭转量 监测 的测

21、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 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。图D.1 在 线监 测系 统扭 转 量测量

22、 示意 图 扭转量 传感 器主 要技 术数 据见表D.1。DB 13/T 5551 2022 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 1 3 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 相互对应。通过网络通讯 电缆传输到工控

23、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 5551 2022 12 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

24、活塞卡塞、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。图E.1 在 线监 测系 统卡 顿 监测框图 DB 13/T 5551 2022 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

25、 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

26、部门 要求 的 格式。DB 13/T 5551 2022 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 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

27、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）