LNG项目接收站工程自控部分介绍

LNG项目接收站工程自控部分介绍自控设计介绍•1设计范围•2工程简介•3自动化水平•4主要仪表选型•5DCS系统配置•6SIS系统配置•7火警系统配置自控设计介绍•8CCTV系统配置•9主要控制方案•10控制室及现场机柜室•11主要安全技术措施•12仪表伴热、保冷•13仪表动力供应要求1设计范围本设计为江苏LNG项目接收站工程。自控设计负责装置边界区内自控部分的全部设计文件及本项目控制系统及辅助设备的开列等。火灾报警及工业电视监视的设计由自控专业完成。与其他与其他EPC单位的分工：1设计范围1）计量撬由输气管线承包商负责设计，并负责将计量的数据传送给LNG接收站PCS。2）输气干线SCADA由输气干线承包商负责，接收站内PCS预留与SCADA通讯接口，给输气管线承包商提供需要通讯数据的条件；输气管线承包商应向承包商（HQ）提供对PCS通讯方面的功能要求。1设计范围3)HQ负责提供接收站至消防站的火灾报警信号，接收站预留光端机接口。消防站内一切设施和系统(包括火警盘及消防站与接收站之间的光纤路径及光纤等)的设计、提供、安装和调试不在承包商（HQ）范围内。4)海水取水泵房的总体布置设计由取水工程承包商负责，海水取水工程的配套电气控制、仪表、暖通、消防及配套的公用工程等由总承包商（HQ）负责。电控室结构设计由取水工程承包商负责。海水制氯车间和加氯系统的工艺（包括就地控制的电气、仪表、PLC）、结构设计及设备采购由海水取水工程承包商负责，配合总承包商（HQ）完成PLC与DCS的通讯。海水制氯车间和加氯系统所需公用工程的电气控制、仪表及暖通、消防由总承包商（HQ）负责。1设计范围5)码头控制室中安装的导航、靠泊辅助系统和环境监测系统由海工设计院完成设计，但HQ在码头控制室内应为此系统预留安装空间，并应为此系统提供电力供应。2工程简介•本项目设LNG卸船码头一座，在LNG卸船作业时供LNG运输船停泊以及卸船使用。码头距接收站约1.9km，通过管道栈桥与接收站相连。•在一期工程中，接收站内设置三座全包容式混凝土顶LNG储罐（简称FCCR），内罐采用9%镍钢，外罐是预应力混凝土材料建成，每座储罐为160000m3；二期工程将增加一座同容积的LNG储罐。•一期工程设置7台LNG低压输送泵（P-1201A/B/C、P-1202A/B、P1203A/B），储罐T-1201中设3台，储罐T-1202和T-1203中设2台，二期增设3台（P-1204A/B/C），安装在第4座储罐（T-1204）内。，低压输出泵负责将LNG从储罐中抽出，经高压外输泵增压后，最终送至LNG气化系统。2工程简介•在LNG项目接收站工程，一期工程设置5台高压输出泵（P-1401A/B/C/D/E），其中1台备用；二期工程增设2台高压输出泵（P-1401F/G）；•由于LNG项目接收站工程配套码头港址处海水最低温度为2.5℃，开架式气化器（ORV）在此海水温度运行时效率降低，因此接收站设置了开架式气化器（ORV）和浸没燃烧式气化器（SCV）两种气化器。其中，ORV使用海水作为气化LNG的热媒，SCV则以天然气作为热媒。为了降低接收站运行成本，ORV作为LNG气化的主要设备，而SCV则在天然气外输高峰时或海水温度较低时运行，同时作为备用气化器。•气化器的设计能力按二期工程下游用户最大用气量进行考虑，分期配置实施。一期工程设置3台ORV（E-1501A/B/C）和2台SCV（E-1601A/B），其中1台SCV备用；二期工程增设1台ORV（E-1501D）和1台SCV（E-1601C）。•供开架式气化器使用的海水，由位于栈桥上的海水泵提供。2工程简介•正常操作中产生的蒸发气（BOG）被压缩、再冷凝后回到LNG系统。接收站内设置3台BOG压缩机（C-101A/B/C），2用1备，单台能力按二期规模进行设计。BOG压缩机采用低温往复式压缩机，可通过逐级调节（0-25%-50%-75%-100%）来实现流量控制。1台再冷凝器（V-1301），可以满足远期扩容后的运行要求。卸船期间产生的部分蒸发气将通过BOG回流鼓风机（C-1302A/B）增压后，通过气相返回管线，经气相返回臂返回LNG船舱中，以保持卸船系统的压力平衡。回流鼓风机1用1备，单台能力按二期规模进行设计。•气化后的天然气经过贸易计量系统进行计量，本工程设有1套计量系统（U-1701），用于输气干线计量。计量系统为二期工程扩建预留接口并设1路计量设施作为备用。输气管线设计最大运行压力均为10MPa。气化后的天然气贸易计量由其他工程公司设计。•槽车装车系统用于LNG槽车的装载外运。•为保证接收站正常生产运行，本工程还设置有相应的辅助系统3自动化水平被证明是可信赖的产品或系统。•为保证生产装置长周期、安全生产、平稳操作，要求设计的控制系统技术先进、成熟可靠，具有较高的安全等级。据此，本设计的控制系统中的各个环节,包括现场仪表和控制室仪表(DCS、SIS)均为先进且成熟可靠的产品，实现全装置生产过程的连续监视控制及安全保护。应用于本工程的所有仪表设备或系统应是技术先进、性能可靠，适用于本工程且是制造商业已成熟的产品，应为近年来在国内、外液化天然气行业应用广泛，且3自动化水平场变送器选用带HART协议功能的智能型仪表。•为了确保安全生产及人员人身安全，除控制系统外，还设有火警系统、工业电视监视系统。现场设置可燃气体检测器，信号进DCS，由DCS提供相关的报警信息。•现场仪表的选型应能满足工艺操作条件和环境的要求。电动仪表应符合所在场所的防爆要求，在本项目中，电动仪表应为防爆仪表，原则上采用本安型并配用隔离式安全栅构成本质安全防爆系统，开关类仪表及流量计选用与防爆等级相当的隔爆型仪表。现场仪表外壳的防护等级不低于IP55，电动仪表外壳的防护等级不低于IP65。现3自动化水平关人员处理检测到的事件。本系统设置在DCS系统中。•本项目的控制和监视系统由以下系统构成：–分散控制系统（DCS）分散控制系统（DCS）为站场提供主要的数据采集、监视、连续控制、顺序控制、与非安全相关的联锁和逻辑功能，–安全仪表系统（SIS）安全仪表系统（SIS）提供将所有设施置于安全状态的检测和控制功能（即传统意义上的紧急停车，ESD）。SIS用于人员、环境和设备的保护，SIS必须经SIL分析及确定其安全仪表功能，至少为SIL1和更高的等级。–火灾报警系统（FS）火灾报警系统（FS）负责提供火灾检测及报警。FS负责向就地和控制室内的人员报警，向公共消防站提供报警信息，以便相关人员处理检测到的事件。-可燃气体检测系统（GDS）提供可燃气体检测及报警。GS负责向就地和控制室内的人员报警，以便相3自动化水平员进行系统动态模拟培训。–成套供货设备控制系统随各设备成套提供，完成对各自设备的运行数据采集、控制和操作任务。这些成套设备控制系统将作为DCS的子系统，通过数据通信系统与DCS交换信息，并由DCS统一进行监视与管理。–储罐管理系统(TMS)采用专用的软件主要对LNG储罐内的液位、压力、温度、密度等信息进行实时监视、分析与管理，防止储罐内发生超压、负压、翻滚等危险情况。–现场仪表管理系统(FIMS)采用专用的软件监视PCS、SIS中的智能型现场仪表的运行状态，及时调整仪表参数，并提供维护信息。–操作员培训系统（OTS）采用仿真设备和软件模拟接收站所有的控制和保护系统，对操作人4主要仪表选型•4.1设计总则•应用于本工程的所有仪表、控制设备或系统应是技术先进、性能可靠，性价比高，适用于本工程且是制造商业已成熟的产品，应为近年来在国内、外LNG接收站工程中应用广泛，且被证明是可信赖的产品或系统4主要仪表选型4.2流量仪表4.2.1差压型仪表差压型仪表用在LNG流量测量以及海水流量测量场合，其范围不低于3：1。当流量测量范围可能大于3：1时，应通过并联多台变送器或其它适当的方法来扩大量程比。。差压仪表一般选用孔板和经典文丘里管。4.2.2超声波流量计超声波流量计适用于海水、水等介质测量。超声波流量计的精度（包括线性、滞后和重复性）应优于全量程±1.0%或更好。4主要仪表选型4.3液位仪表4.3.1LNG储罐液位计：设计两种储罐测量系统用于储罐测量，分别采用伺服液位计和雷达液位计。其中雷达液位计用于LNG液位高高联锁。每个储罐设置两套伺服液位计，伺服液位计（STG）应独立于LTG罐测量系统，专门用于液位测量，其应连续测量液位，并给安全仪表系统（SIS）提供HH液位报警/联锁所需的信号。4.3.2储罐液位、温度和密度测量（LTD）每个储罐设置一套用于测量液位、温度和密度的仪表LTD，可以测量范围包括约40m的整座储罐的液位、温度和密度。4.3.3其他设备液位测量一般情况下，设备液位测量选用差压变送器。4主要仪表选型4.4压力仪表4.4.1就地压力表•一般介质的就地压力测量仪表采用弹簧管压力表。•安装于振动场所或振动部位时，宜选用耐振压力表。4.4.2压力及差压变送器：压力及差压变送器一般采用带就地指示表头智能型变送器。压力及差压测量一般不选用压力开关或差压开关。4主要仪表选型4.5温度仪表•一般情况下考虑采用IEC751标准分度号为Pt100的铠装热电阻，热电阻配套带温度计套管。LNG泄漏的低温检测也采用Pt100的RTD温度传感器。4主要仪表选型4.6分析仪•采用在线气相色谱分析仪对卸船管线的LNG组份（摩尔百分比含量）进行分析，并依据相应的标准计算出天然气的热值、密度等有关参数。•对卸船管线中LNG烃露点、水露点、硫等参数进行在线分析。4主要仪表选型4.7调节阀和开关阀4.7.1调节阀•控制低温流体时,调节阀应采用长颈低温调节阀。执行机构一般为弹簧-膜片。调节阀配置智能电-气阀门定位器。4.7.2开关阀一般情况下开关型切断阀采用球阀。当管径较大时一般选用蝶阀。执行机构一般为弹簧活塞型。切断阀应设有限位开关以便指示出阀门的开、闭状态。用于ESD场合的阀门，作为最低要求，应为符合API598的V等级4主要仪表选型4.8安全泄放阀安全阀一般选用直接弹簧负荷型。储罐安全阀选用先导式安全阀。储罐破真空安全阀选用配重式真空安全阀。4.9安全栅、防雷栅4.9.1安全栅当采用本质安全防爆时，在相应的回路中配置隔离式安全栅，选用与仪表匹配的安全栅。4.9.2防雷栅为保护系统免受雷电损坏，在出入系统的信号回路中设置防雷栅，防雷栅安装在机柜中。现场仪表选用带防雷功能的仪表。4主要仪表选型4.10火灾装置和可燃气体探测装置根据火灾性质和可能发生火灾周围的操作条件来为火灾装置和可燃气体探测装置选型。•可燃气体探测器设备应该是红外类型。根据安装场合不同，可分为：点式红外开路式红外•火焰检测器选用三频红外火焰探测器。•建筑屋内分别设置下列火灾检测器：感温检测器感烟检测器•手动报警按钮感温检测器感烟检测器5DCS系统配置I/A控制系统5.1DCS硬件说明5.1.1操作员站(P92Workstation)•I/A系统配置的操作员工作站既相互独立，又可以互为操作备用，操作员站直接接入Mesh控制网。中央控制室设置6台操作员站，码头控制室设置2台操作员站。I/A控制系统5.1.2工程师站(P92Workstation)工程师站用于完成组态逻辑、内部连锁、顺序控制和通用控制功能，流程图、历史纪录和报表等。同时还可以完成操作员站功能。工程师站设置在中央控制室。•5.1.3打印机•系统共配置2台针式墨打印机，4台彩色激光打印机。中央控制室设置1台针式墨打印机，3台彩色激光打印机；码头控制室设置1台针式墨打印机，1台彩色激光打印机.•彩色喷墨打印机：5.1.4控制器（FCP270）•控制站FCP270采用工业级AMDElanSC52032位处理器，时钟频率为100MHz以上，16MBSDRAM内存，32MB闪存。•控制站FCP270通过冗余现场总线(FIELDBUS)来连接各种现场总线组件(FBM)即I/O卡件。每个控制站FCP270可连接128块I/O卡件•控制器冗余配置。•每个控制站FCP270可