本文概述：
能源安全無淪是對于企業(yè)還是國家來說，都是一項極為重要的戰(zhàn)略。石油作為目前主要的能源種類，對于石油的戰(zhàn)略儲備來說，對于保證為實現(xiàn)國家能源安全，滿足石油大容量儲存的要求具有重要的意義。從原油儲備的安全性、經(jīng)濟性等方面考慮，國家原油儲備的建設(shè)重點已轉(zhuǎn)移到水封洞庫。其特點有規(guī)模大、自動化水平高、投資高、安全性要求高、工程復(fù)雜。本文通過水封洞庫的儲油原理簡單介紹，對已建和在建水封洞庫的調(diào)研，對洞罐儀表選型的優(yōu)缺點進行了分析比較，結(jié)合項目的具體情況，確定了洞罐儀表的選型、安裝方案，總結(jié)了安裝要求和設(shè)計特點，供各位同行參考，也希望拋磚引玉，更多的技術(shù)人員有更好的方法與大家分享。
 
　　地下水封石洞油庫（以下簡稱水封洞庫）具有安全性高、對地面環(huán)境影響小、占用耕地少、節(jié)省大量鋼材、油品損耗小、運營管理費用低等優(yōu)點［１］，在瑞典、韓國、日本等國家**應(yīng)用于儲存原油及其產(chǎn)品，已有成熟的設(shè)計、建設(shè)和運營經(jīng)驗。２０世紀(jì)７０年代，中國也建成了兩座水封洞庫，儲存原油和柴油，但洞庫規(guī)模小，自動化水平低，之后近３０年未繼續(xù)建設(shè)此類工程［２］。
　　隨著石油消費量的不斷增長、世界政局的多變和對石油產(chǎn)品季節(jié)性需求量的不斷變化，增大了對石油及其產(chǎn)品大容量儲存的要求［３］。目前國內(nèi)開始建設(shè)大規(guī)模的戰(zhàn)略原油儲備基地，且已建成多處地面原油儲備庫，從石油儲備的安全性、經(jīng)濟性等方面考慮，采用水封洞庫的儲備方式具有較大優(yōu)勢［４］。由于國內(nèi)大規(guī)模水封洞庫的建設(shè)剛剛起步，因而工程設(shè)計、建設(shè)、運營經(jīng)驗都非常少。筆者從水封洞庫的儲油原理入手，通過對洞罐儀表選型的優(yōu)缺點進行分析、比較，結(jié)合黃島、惠州洞庫項目實際情況，確定水封洞庫洞罐儀表的設(shè)計選型、安裝方案等。
　?。薄∷舛磶旌喗?br /> 　?。保薄τ驮硭舛磶焱ㄟ^人工在地下巖石中開挖形成，其密封是通過地下水向洞內(nèi)滲透實現(xiàn)，即水封洞庫必須建在穩(wěn)定的地下水位線以下一定的深度，洞罐的埋深與洞室儲存介質(zhì)的大工作壓力、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、穩(wěn)定的地下水位等因素有關(guān)，其埋深應(yīng)保證洞庫周圍的地下水壓力大于洞內(nèi)儲存介質(zhì)的壓力。正常儲存時，洞外部地下水壓力大于洞內(nèi)介質(zhì)壓力，地下水只能向洞內(nèi)滲透，而洞內(nèi)介質(zhì)不能向洞外滲漏，同時利用油比水密度小以及油水不能混溶的特點［５］，滲入洞內(nèi)的水沿洞壁匯集到洞底部形成水墊層，從而達到將所儲介質(zhì)封在洞內(nèi)的目的。滲入洞內(nèi)的水可由油水界面檢測儀表進行檢測，待達到一定高度時，用安裝在洞內(nèi)的潛水泵將水排出洞外［６］。水封洞庫儲油方法有固定水位法和變動水位法，采用變動水位法儲油新鮮水的需求量和污水處理量大，運行費用高，因而目前多采用固定水位法，儲油原理示意［７］如圖１所示。

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　　水封洞庫洞室的高度一般設(shè)計為３０ｍ，而洞罐的埋設(shè)深度根據(jù)儲存油品的性質(zhì)、壓力、巖體風(fēng)化程度和地下水位的高低等因素確定，從幾十米至一百米以上不等。對于埋深超過５０ｍ的水封洞庫，溫度計、液位計的檢測元件必須足夠長才可以實現(xiàn)測量。為便于儀表安裝、調(diào)試、維護和維修，洞罐儀表的變送單元應(yīng)安裝在豎井操作區(qū)，而工藝裝置和地面油庫常用的檢測儀表大多難以滿足使用要求，這給洞罐儀表選型帶來困難。
　?。病鴥?nèi)同類項目洞罐儀表選型
　　洞罐是水封洞庫的核心單元，洞罐儀表主要包括溫度儀表、液位儀表和界面儀表，根據(jù)對韓國、北歐已建和在建水封洞庫的調(diào)研，了解到國內(nèi)水封洞庫洞罐儀表的選型思路。
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　　溫度測量方式：１）采用多點平均溫度計，安裝示意如圖２ａ）所示；２）采用單點溫度計用組合套管安裝的方式，將幾支單點溫度計組合安裝在一根不銹鋼套管內(nèi)，測量不同高度油品的溫度。單點溫度計與液位開關(guān)合用１根套管，安裝示意如圖２ｂ）所示。


　　２．２　液位儀表
　　液位測量采用伺服液位計、雷達液位計、超聲波液位計三種方式。由于受洞庫埋深的制約，采用伺服液位計的居多，采用雷達液位計和超聲波液位計的較少。
　　２．３　界面儀表界面測量方式：１）采用伺服界面計，安裝示意如圖３所示；

２）采用電容式液位開關(guān)用組合套管安裝的方式，將幾臺液位開關(guān)組合安裝在１根不銹鋼套管內(nèi)，測量不同高度油水界面。液位開關(guān)與單點溫度計合用１根套管，安裝示意如圖２ｂ）所示。
　?。玻础x表選型的優(yōu)缺點分析
　　國內(nèi)同類項目洞罐儀表選型的優(yōu)缺點分析見表１所列。
　?。场《垂迌x表選型方案的確定
　　洞罐儀表在水封洞庫工程的運行管理中起著重要作用，不僅要完成介質(zhì)溫度、液位和界面測量，而且要實現(xiàn)洞罐進油、出油控制，主要設(shè)備潛油泵、潛水泵的啟停、聯(lián)鎖和保護等功能。多點平均溫度計可計算出洞罐內(nèi)介質(zhì)的平均溫度，和液位計配合計算出洞罐內(nèi)介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)體積，該計算結(jié)果可與地上生產(chǎn)區(qū)流量計的計量結(jié)果進行比對，以核對伺服液位計的測量精度。洞罐液位和界面是過程控制和安全聯(lián)鎖的重要參數(shù)，液位儀表和界面儀表的可靠性是保證過程控制和安全聯(lián)鎖可靠性和安全性的關(guān)鍵。因此，選擇安全、可靠、適宜的洞罐儀表是水封洞庫設(shè)計中非常重要的工作。　
　　綜合考慮表１中液位、界面及溫度儀表的優(yōu)缺點以及各種儀表的應(yīng)用業(yè)績，結(jié)合項目的具體情況，確定了黃島洞庫和惠州洞庫項目的洞罐儀表選型方案。


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