Đăng ngày · Cập nhật
Khu công nghiệp và cảng Nam Đình Vũ (Hải Phòng) tập trung nhiều kho bể xăng dầu, hóa chất lỏng và trạm bơm xuất nhập. Ở những nơi như vậy, hệ thống cảnh báo mức dầu không chỉ để biết bể còn bao nhiêu, mà là lớp bảo vệ chống tràn bể, chống chạy khô bơm và là cơ sở cho số liệu giao nhận. Bài viết trình bày cách thiết kế hệ thống theo thông lệ quốc tế, chủ yếu theo API 2350 về chống tràn bể chứa, và những lỗi thiết kế hay gặp.
Ba chức năng phải tách bạch
Mục lục
- Đo mức liên tục (tank gauging): biết thể tích tồn chứa, điều độ nhập xuất. Với giao nhận thương mại cần độ chính xác cao và được kiểm định theo quy định.
- Cảnh báo vận hành: mức cao (H), mức thấp (L) để người vận hành xử lý.
- Bảo vệ chống tràn: mức cao cao (HH) kích hoạt cảnh báo khẩn hoặc tự động dừng bơm, đóng van nhập.
Lỗi thiết kế phổ biến nhất là dùng chung một cảm biến cho cả ba chức năng. Khi cảm biến đó hỏng, ví dụ radar “kẹt” giá trị do bám bẩn anten, cả đo mức lẫn bảo vệ đều mất cùng lúc. Thông lệ là cảm biến mức HH phải độc lập với hệ thống đo mức, thường là một công tắc mức riêng hoặc một radar thứ hai.
Các mức theo API 2350
| Mức | Ý nghĩa |
|---|---|
| Critical High (CH) | Mức cao nhất mà bể có thể chứa trước khi tràn hoặc hư hỏng kết cấu (ví dụ chạm mái nổi) |
| High-High (HH) | Mức kích hoạt cảnh báo chống tràn hoặc hệ thống tự động; đặt dưới CH đủ để kịp phản ứng |
| Maximum Working (MW) | Mức tối đa trong vận hành bình thường; đặt dưới HH |
Khoảng cách giữa các mức được tính từ lưu lượng nhập lớn nhất và thời gian phản ứng (người vận hành nhận cảnh báo, liên lạc, đóng van, hoặc thời gian đóng của van tự động). Ví dụ lưu lượng nhập 600 m³/h, thời gian phản ứng cần 15 phút, nghĩa là cần dự trữ 150 m³ giữa HH và CH. Với bể đường kính 30 m (diện tích khoảng 707 m²), 150 m³ tương ứng khoảng 21 cm chiều cao. Bể càng nhỏ, lưu lượng càng lớn thì khoảng cách càng phải lớn.
Chọn công nghệ đo
| Công nghệ | Phù hợp | Lưu ý |
|---|---|---|
| Radar không tiếp xúc (dải tần cao, ví dụ 80 GHz) | Đo mức liên tục bể lớn, giao nhận (với phiên bản tank gauging) | Cần ống dẫn sóng (stilling well) nếu bể mái nổi hoặc bề mặt động; lắp tránh dầm, ống nhập |
| Radar dẫn sóng (GWR) | Bể nhỏ, bồn trung chuyển, đo bề mặt phân cách dầu-nước | Thanh hoặc cáp dẫn sóng phải đủ dài, tránh chạm thành bể |
| Đo áp suất thủy tĩnh | Bồn nhỏ, trạm bơm, hố thu | Phụ thuộc tỉ trọng; dầu có tỉ trọng thay đổi theo nhiệt độ và chủng loại |
| Servo gauge | Giao nhận độ chính xác cao, đo nhiều thông số | Có cơ cấu cơ khí, cần bảo trì |
| Công tắc mức (rung, phao, điện dung) | Mức HH độc lập, mức thấp bảo vệ bơm | Chọn loại có chức năng tự kiểm tra và báo lỗi dây |
Với hệ thống cảnh báo mức tại trạm bơm và hố thu, giải pháp kinh tế thường là cảm biến đo mức liên tục kết hợp công tắc mức độc lập cho mức thấp (chống chạy khô) và mức cao (chống tràn hố).
Chống cháy nổ
Không gian hơi phía trên mặt dầu và khu vực quanh miệng bể, van, bơm thường được phân vùng nguy hiểm (Zone 0, 1, 2). Thiết bị lắp tại đó phải có chứng nhận phòng nổ phù hợp vùng, nhóm khí và cấp nhiệt độ: vỏ chống cháy (Ex d) hoặc an toàn nội tại (Ex ia/ib, cần rào chắn hoặc bộ cách ly an toàn nội tại trong tủ). Xem chi tiết ở bài tiêu chuẩn ATEX và IECEx.
Kiến trúc hệ thống
- Kênh đo lường: radar/servo → hệ thống quản lý bể (tank gauging) hoặc PLC → SCADA, tính thể tích theo bảng dung tích bể, bù nhiệt độ.
- Kênh bảo vệ: công tắc HH → rơ le hoặc PLC an toàn → còi đèn tại chỗ, cảnh báo phòng điều khiển, lệnh dừng bơm và đóng van nhập. Kênh này nên có giám sát đứt dây và không phụ thuộc mạng SCADA.
- Cảnh báo từ xa: SMS, email qua gateway là lớp bổ sung, không thay thế cảnh báo tại chỗ và liên động.
Nếu chức năng chống tràn được thực hiện tự động như một chức năng an toàn, mức toàn vẹn an toàn (SIL) cần được xác định bằng phân tích rủi ro theo IEC 61511, không chọn theo cảm tính. Việc gắn nhãn “SIL 2” cho thiết bị đơn lẻ chưa đủ: cả vòng (cảm biến, logic, van) phải đạt.
Vận hành và kiểm tra định kỳ
- Thử chức năng công tắc HH định kỳ theo quy trình, ghi biên bản. Công tắc mức cao ít khi tác động trong vận hành bình thường nên lỗi ẩn rất khó phát hiện nếu không thử.
- So sánh số đo radar với đo tay (thước dây, đo vết) định kỳ.
- Kiểm tra anten radar, ống dẫn sóng, gioăng chống nước, đầu cáp.
- Xem lại các mức cài đặt khi thay đổi lưu lượng nhập, đổi sản phẩm chứa, sửa chữa bể.
Xem thêm: Cảm biến đo mức bồn xăng dầu: chọn radar, GWR hay thủy tĩnh Ex.
Câu hỏi thường gặp
Một radar đo mức có đủ làm cả cảnh báo HH không?
Cho cảnh báo vận hành thì được. Cho chống tràn thì nên có thiết bị độc lập, vì một lỗi đơn lẻ của radar sẽ làm mất cả hai chức năng.
Đo mức bằng áp suất cho bể dầu có chính xác không?
Phụ thuộc tỉ trọng. Với bể chứa nhiều loại dầu hoặc nhiệt độ thay đổi lớn, sai số đáng kể; nên dùng radar hoặc bù tỉ trọng.
Tham khảo thêm: chi phí tự động hóa nhà máy.
Đọc thêm: Hệ thống SCADA giám sát kho bồn xăng dầu và hóa chất; cách chọn cảm biến đo mức hóa chất cho axit, kiềm, dung môi.
| THIẾT BỊ ĐO MỨC VÀ CẢNH BÁO MỨC – HOANTRANTDH Radar, công tắc mức, bộ chuyển đổi, tủ cảnh báo cho kho bể và trạm bơm. Hotline/Zalo: 0879 848 668 · Email: sales@hoantrantdh.com · hoantrantdh.com |
Giảm dừng máy ngoài kế hoạch cho nhà máy của bạn
HOANTRANTDH triển khai giải pháp bảo trì dự đoán cho bơm, động cơ và thiết bị quay: cảm biến rung không dây, giám sát dầu, phân tích tín hiệu điện, điều khiển bơm thông minh. Khảo sát miễn phí tại nhà máy.
Bảo trì dự đoán cho bơm & thiết bị quay → · Tính chi phí dừng máy →
Cần báo giá hoặc tư vấn kỹ thuật?
Để lại thông tin, kỹ sư HOANTRANTDH sẽ liên hệ trong giờ làm việc.
BÀI VIẾT LIÊN QUAN
Dây chuyền SMT (máy in kem hàn, máy gắp đặt linh kiện, lò reflow, máy kiểm tra quang học) chủ yếu là máy đóng gói sẵn của các hãng, mỗi máy có bộ điều khiển riêng. Nhưng xung quanh dây chuyền có nhiều tín hiệu tiện ích cần giám sát tập trung: áp suất khí […]
Khu cảng Hải Phòng có nhiều kho lạnh lớn phục vụ hàng thủy sản, thịt, rau quả xuất nhập khẩu và bãi container lạnh. Kho lạnh quy mô lớn gồm nhiều buồng, nhiều chế độ nhiệt độ, chạy liên tục, với hệ thống lạnh trung tâm. Bài này trình bày cách thiết kế hệ thống […]
Loadcell chỉ xuất ra vài chục milivôn, quá nhỏ để đưa thẳng vào đầu vào analog của PLC. Seneca Z-SG là bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell (strain gauge) gắn thanh DIN: cấp nguồn cho loadcell, đọc tín hiệu mV/V với độ phân giải 24 bit, xuất 4-20 mA hoặc 0-10 V tỉ lệ khối […]