油∕气混合燃烧热媒加热炉的自动控制.pdf

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1、综合管理油/气混合燃烧热媒加热炉的自动控制娄敏虹(南京龙源环保有限公司,江苏南京210012)摘要:本文以扬子-伊士曼C5石油树脂装置的热媒加热保加热炉运行可靠。炉为例，结合单一的或任意比例燃料油/气混合燃烧控制的技3控制方案术要求，介绍了该系统自动控制的特点。该热媒炉的主要控制指标是热媒的出口温度，即通过自动关键词:热媒炉;控制系统;油/气混烧;任意比例;无扰动;燃调节燃气量、燃油量和助燃风量，并采用热媒出口温度与燃料料切换流量的串级控制，来保持热媒出炉温度稳定。为了保证实现安1工艺流程简介全稳定和完全

2、的燃烧，需保持空气流量与燃料流量恰当的比扬子-伊士曼C5石油树脂装置依据美国伊士曼化学公司值，因此，在正常的热负荷调节情况下，采用热媒出口温度与的C5石油树脂生产工艺技术，主要以单键和双键的C5混合物“空气/燃料”比的串级比值双交叉限幅控制系统，同时将烟气残流为原料，通过原料的预处理、催化聚合和树脂加氢等工艺过氧信号引入燃烧控制系统，有效地控制热媒炉实现“低氧燃程，生产用途广泛的C5石油树脂产品。该工艺的催化聚合反应烧”。采用氧量分析仪，对烟气中的氧含量进行在线分析，经过需要在一定的温度下进行，且为了保证

3、产品质量，温度控制精非线性调节器修正空气/燃料比，将实测空气量修正为标定含氧度要求很高，为此设有一套热媒加热炉系统。量之空气量，保证系统处于最佳燃烧状态，以达到提高热效率该热媒加热炉系统采用导热油Therminol66作为载热体，的目的，控制原理详见图2。采用燃料油及乙烷气为燃料。由于作为燃料的粗燃料油为树脂工段分离出的重组分混合物，因此在装置开车时只能先以乙烷气为燃料。待装置生产正常后逐渐切换为以燃料油为主燃料，以乙烷气为辅燃料。在正常情况下，当负荷发生变化时，控制系统将调整燃料油流量以适应负荷的变化。

4、然而由于树脂工段分离出的燃料油量不稳定，有时会不满足燃烧热负荷要求或当燃料油系统出现故障时，则需自动将燃料气切换为主燃料。本系统带控制点工艺流程简图见图1。通过仔细分析工艺特点，并考虑操作控制的可行性，采取的控制方案如下：首先判断燃料油的供给状况，依此确定操作控制三种基本模式。工程实施时，燃料油的供给状况用燃料油罐的液位来判断，根据液位情况分为三个工况：2热媒加热炉系统控制要求第一种工况：当液位处于高位H到中位M之间时，燃料系根据以上工艺特点，对该热媒加热炉系统的燃烧控制系统统只有油路通，此时加热炉只烧燃

5、料油。有如下的技术要求：第二种工况：当液位处于中位M和低位L之间时，加热炉处l要求燃料油/气可以任意比例平稳切换。可以在单一的或于油气混烧阶段。分二种情况：第一种情况是液位从高于中位任意燃料油/气比例下实现安全稳定而完全的燃烧。任何情况M进入此区间，此时燃料油仍为主燃料，参与串级调节，燃料气下切换时，必须保证系统在不同工况下的安全、稳定运行，运行为辅燃料，用定值调节；第二种情况是液位从低于低位L进入此热效率始终保持在≥85%以上、过剩空气系数≤20%，即尽量区间，此时燃料气为主燃料，参与串级调节，燃料油为

6、辅燃料，减小排烟热损失及化学不完全燃烧损失。用定值调节。l保证油/气燃料切换过程中热媒的出口温度波动在±3°C第三种工况：当液位处于低位L以下时，自动控制油路断以内。开，加热炉被切换为纯烧燃料气。l自动启，停——确保加热炉点火、关机按预定程序进行，上述三种工况的燃料切换自动完成，从而实现在单一的或提高可靠性。任意燃料油/气比例下安全稳定而完全的燃烧。在正常的油气l自动调节热负荷——确保加热炉运行不用人工干预。混烧阶段，燃料油和燃料气只有一种燃料的调节器可以切换为l完整的安全联锁系统，报警时有屏幕显示及音响

7、——确串级调节状态，以适应热负荷的变化，而另一种燃料为定值调162017年10月综合管理节。当燃料油为串级调节状态时，燃料油流量调节器FIC-102各状态间的无扰动切换。给定值根据式（1）求出。当燃料气为串级调节状态时，燃料气5控制器流量调节器FIC-103给定值根据式（2）求出。由此实现任意燃热媒加热炉系统的自动控制系统采用德国西门子公司生料油/气比例混烧时安全稳定而完全的燃烧。产的SIMATICSF300可编程序控制器（PLC）并配备人机接口f油(x)=f热(x)-f(x1)Eg/Eo(1)OP37触

8、摸式操作面板。SIMATICSF300是一种性能价格比较f气(x)=f热(x)Eo/Eg-f(x2)Eo/Eg(2)高的一体化式PLC，可采用梯形图逻辑方法和级式语言对控制f热(x)——主回路（TIC-101）校正后热负荷下燃料的流量系统进行设计开发。SIMATICSF300具有模块化，无排风扇结设定值构，易于实现分布，易于安装维护，易于升级扩展等特点。OP37f油(x)——油气混烧时燃料油的流量设定值(燃料油为串级触摸式操作