無論是液化天然氣接收站,還是天然氣液化廠,低溫儲罐都是最為關鍵的設備,所占項目的投資比例也較高。文獻[1]中介紹了各種天然氣儲罐,其中應用最為廣泛的是圓柱型常壓低溫儲罐。本文探討此類低溫儲罐的安全監(jiān)控系統(tǒng)的設計。天然氣作為一種清潔能源,正迅速地被開發(fā)利用。目前國內(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,液化天然氣項目在各地紛紛啟動。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)地擁有天然氣資源地區(qū)則建設天然氣液化工廠。

1、低溫儲罐低溫氣瓶檢測器的布點

　LNG低溫儲槽（低溫儲罐）檢測器的安裝位置應綜合空氣流動的速度和方向與潛在泄漏源的相對位置、通風條件而確定，并便于維護和標定。檢測器和報警控制器應以受到最小振動的方式安裝，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管。氣體檢測器安裝高度應根據(jù)可燃氣體的密度而定。當氣體密度大于0.97kg/m3(標準狀態(tài)下)時，安裝高度距地面0.3-0.6m；當氣體密度小于或等于0.97kg/m3(標準狀態(tài)下)時，安裝高度距頂端0.5-1.0m為宜。

　在檢測器布點及設置數(shù)量時參考遵循以下步驟要點：

　(1)首先要查清所要監(jiān)測的儲罐，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)推測的嚴重程度分成A、B、C3種等級。

　(2)根據(jù)所在場所的主導風向、空氣可能的環(huán)流現(xiàn)象及空氣流動的上升趨勢，以及空氣自然流動的習慣通道等，綜合推測當發(fā)生大量泄漏時，可燃氣在平面上的自然擴散趨勢方向圖。

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

　(4)根據(jù)監(jiān)測范圍內(nèi)可燃氣泄漏的立體流動概念，可在其流動的下游位置作出初始設點方案。

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

　(6)對于一個大中型有可燃氣體泄漏可能的儲罐區(qū)，建議每相距10-20m設1個檢測點。

　(7)對密度大于空氣的氣體的檢測，應將檢測器安裝在低于泄漏點的下方平面上，并注意周圍的環(huán)境特點。例如，地槽地溝容易積聚可燃氣體的地方，現(xiàn)場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氣的場所。

2、監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

　石化液化天然氣低溫儲槽（低溫儲罐）區(qū)火災監(jiān)測與滅火聯(lián)動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)兼顧了工藝監(jiān)測參數(shù)DC4-20mA傳輸和火災參數(shù)傳輸?shù)牟煌?，以及滅火設備聯(lián)動控制的信號輸出要求。工藝參數(shù)的監(jiān)測是根據(jù)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換協(xié)議，設計構(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，如可燃氣體濃度、成分、LNG容器溫度、液位、壓力等工藝參數(shù)探測器的輸出信號。監(jiān)控主機主要完成對安全參數(shù)及火災初期參數(shù)的連續(xù)采集處理，對采集到的信號采用現(xiàn)代信號檢測和處理方法，進行狀態(tài)分析，及時預測并采取措施對事故進行處理，通過直流硬線連接方式和遠程聯(lián)動控制裝置有效啟動現(xiàn)場消防設備，實施滅火操作。

3、監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

　系統(tǒng)應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，報警判斷與聯(lián)動控制輸出，自動與手動控制方式切換，系統(tǒng)管理。

　(2)事故處置模塊。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)完成對監(jiān)測區(qū)域的事故狀態(tài)分析預測，對工藝安全進行操作控制和處置緊急情況，實施救災方案。

　(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，異地遠程聯(lián)網(wǎng)。

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