加热炉的控制系统(-50张)课件.ppt
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- 加热炉 控制系统 50 课件
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1、2023-1-21加热炉的控制2023-1-224.5 加热炉的控制4.5.1 概述概述 加热炉是石油化工生产过程的主要设备之一 作用:工艺介质的升温或气化 结构形式:箱式炉、立式炉、圆筒炉 工作原理:对象特点:燃料(油)分几路(雾化喷嘴)进炉燃烧 炉膛火焰辐射给炉管 炉管经热传导、对流传热给工艺介质 炉膛容量大、时间常数大、滞后时间长;属多容过程;可用一阶加纯滞后环节近似描述;理论分析比较困难。操作特点:避免温度过高,炉管内物料可能分解、结焦 严格控制加热炉出口温度TT101燃料工艺介质2023-1-234.5.2 加热炉的单回路控制加热炉的单回路控制 1、对象分析 主要控制指标:工艺介质的
2、出口温度 操作手段:燃料油或燃料气的流量 干扰因素:负荷量、进料温度、组分;燃料油(气)压力、性质、雾化状况,空气量,喷嘴阻力等 2、控制回路 (1)主要控制系统:出口温度控制 (2)辅助控制系统:工艺介质的流量控制系统;燃料压力控制系统;燃料油雾化蒸汽压力控制。加热炉加热炉雾化蒸汽工艺介质燃料油回油TC101TT101FC101FT101PT101PC101PT102PC102TT101燃料工艺介质2023-1-24 燃料油压力波动较大时,单回路不能保证良好雾化,可采用以下方案:用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来调节雾化蒸汽。燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制。(前提条件:管道应畅通)加
3、热炉负荷大、时间常数和滞后时间较大,单回路控制很难满足要求,炉出口温度波动较大 3、单回路控制适用场合 对炉出口温度要求不高的场合 干扰较小,且不频繁 炉膛容量较小,滞后小 也可采用流量比值控制PT101PC102至喷嘴燃料油雾化蒸汽PT102KPdT101PdC101至喷嘴燃料油雾化蒸汽 燃料油压力较平稳时,回路可以满足雾化要求。2023-1-254.5.3 4.5.3 加热炉的串级控制加热炉的串级控制 炉出口温度对炉膛温度的串级控制炉出口温度对炉膛温度的串级控制 炉出口温度对燃料流量的串级控制炉出口温度对燃料流量的串级控制 炉出口温度对燃料阀后压力的串级控制炉出口温度对燃料阀后压力的串级控
4、制 采用压力平衡式控制阀的控制采用压力平衡式控制阀的控制2023-1-264.5.3 加热炉的串级控制加热炉的串级控制2023-1-27 1、炉出口温度对炉膛温度的串级控制 干扰(燃料压力、性质等)优点:有利于克服燃料性质变化注意:(1)炉膛温度的检测点位置,选择有代表性且反应较快的点;(2)副控制器参数不应整定得过于灵敏;(4)炉膛温度不应有大的波动;(5)炉膛温度测温元件及保护套管应耐高温。炉膛温度炉出口温度炉膛温度比出口温度滞后小副回路克服干扰,减小对出口温度的影响工艺介质燃料油TC101TT101加热炉加热炉TT102TC102 (3)副控制器不引入微分作用;2023-1-28工艺介质
5、燃料TC101TT101加热炉加热炉FT101FC101 2、炉出口温度对燃料流量的串级优点:优点:有利于克服燃料量变化三串级三串级:出口温度、炉膛温度、燃料量三参数串级特点:特点:关联回路多,实施困难工艺介质燃料油TC101TT101加热炉加热炉TT102TC102FT101FC101缺点缺点:燃料量小、粘度大时,流量测量困难2023-1-29工艺介质燃料TC101TT101加热炉加热炉PT101PC101工艺介质燃料油TC101TT101加热炉加热炉TT102TC102FT101FC101 3、出口温度对燃料阀后压力的串级燃料量小、粘度大时,流量测量困难特点:应用较广 4、采用压力平衡式控
6、制阀 这种阀本身兼有压力控制器功能,相当于炉出口温度对燃料压力的串级。压力测量较方便应注意管道堵塞2023-1-210浮动(压力平衡式)阀工作原理2023-1-211 加热炉的串级控制方案加热炉的串级控制方案 总总 结结优点优点?缺点缺点?2023-1-212 例1:催化裂化装置加热炉 控制系统 原料油加热到一定温度送给反应器原料油加热到一定温度送给反应器 开工气体为燃料,出口温度控制浮动阀开工气体为燃料,出口温度控制浮动阀 正常生产重质油为燃料,采用炉出口温度正常生产重质油为燃料,采用炉出口温度与燃料阀后压力串级与燃料阀后压力串级2023-1-213FCFCTCPCPCPC自分馏塔来的回炼油
7、原料油去反应器开关燃料油回油罐去瓦斯罐干气(热裂解气)例1:催化裂化装置加热炉 控制系统开工开工正常正常2023-1-214 例2:常减压装置加热炉控制系统 原油加热到一定温度送至常压塔分馏 要求炉出口温度稳定燃料油来自初馏塔常压塔加热炉加热炉FT101FC101FT102FC102PT102PC102TC103TC104TT103TT104PT101PC101TC101TT101TT102TC102温度控制:炉出口温度对炉膛 温度的串级负荷控制:单回路流量控制燃料干扰:单回路压力控制2023-1-2154.5.4 加热炉的前馈加热炉的前馈 反馈控制反馈控制 实际生产中,有时遇到进料量变化频繁
8、、幅度较大 炉子时间常数大、滞后时间长 单回路或串级均很难满足要求 设计前馈 反馈控制系统 前馈主要克服进料流量的干扰)(sGdTT101TC101FT101)(sGdFT101TT101TC101FT102FC1022023-1-216加热炉安全联锁保护控制系统在以燃料气为燃料的加热炉中,主要危险包括:被加热工艺介质流量过少或中断;熄火;回火;(什么情况下发生?)脱火。(什么情况下发生?)2023-1-2174.5.5 加热炉的安全联锁保护系统加热炉的安全联锁保护系统 联锁保护系统的作用:为安全生产、防止事故 1、燃气加热炉 工艺介质流量过小或中断,切断燃料气 某种原因灭火时,切断燃料气 燃
9、料气压力不能过低,流量不能太小 燃料压力不能过高,否则会引起脱气灭火加热炉加热炉TC101TT101PT101PC101LSFT102FSL102FT101FSL101BS1012023-1-218TCPCLSGL2BSGL1燃料进料出料LS:低选器;BS:火焰检测器;GL1:燃料气流量过低联锁装置;GL2:进料流量过低联锁装置。加热炉安全联锁保护控制系统反作用?反作用?气开阀?2023-1-219 2、燃油加热炉 (哪个回路实现此功能?)工艺介质流量过小或中断,切断燃料油 燃料油压力过低会回火;燃料油压力过高会脱火 雾化蒸汽压力过低或中断,造成燃料油雾化不良无法燃烧FT102FSL102PT
10、102PSL102BS101加热炉加热炉雾化蒸汽燃料油TC101TT101PT101PC101LSFT101FSL101还有什么功能?和燃气加热炉有什么区别?2023-1-220 蒋慰孙过程控制工程(第2版)中国石化出版社 金以慧过程控制 清华大学出版社参考文献:2023-1-221锅炉设备的控制2023-1-2224.6 锅炉设备的控制4.6.1 概述 重要动力设备。耗能大户,节能研究的重点;污染大户,环保治理的重点。1、作用:动力源热源2、组成:2023-1-2232、组成:燃料热空气烟气经引风机排出过热器减温器炉膛汽包过热蒸汽过热蒸汽空气预热器冷空气给水热空气送炉膛省煤器由给水泵来3、工
11、作原理燃料 空气混合燃烧发热汽包饱和蒸汽过热蒸汽母管输出燃烧烟气饱和蒸汽过热蒸汽省煤器(给水)空气预热器(给风)过热器引风机排出采用了哪些节能措施?2023-1-2244、对象分析特点:锅 炉给水量燃料量送风量引风量减温水汽包水位蒸汽温度蒸汽压力烟气氧含量炉膛负压负荷锅炉的主要输入、输出多入多出(MIMO)变量之间关联蒸汽负荷 汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度 燃料量 蒸汽压力、汽包水位、蒸汽温度、过剩空气、炉膛负压 给水量 汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度燃料空气烟气过热器减温器炉膛汽包过热蒸汽过热蒸汽空气预热器冷空气给水热空气送炉膛省煤器由给水泵来2023-1-225多输入多输出问题 转化
12、为若干单输入单输出问题:(为什么不用现代控制理论解决?)汽包水位控制汽包水位控制(物料平衡物料平衡)燃烧系统控制燃烧系统控制(能量平衡能量平衡)过热蒸汽系统控制过热蒸汽系统控制(质量控制质量控制)炉膛负压系统控制炉膛负压系统控制(安全控制安全控制)工业锅炉控制方案的特点2023-1-226任务:安全、合理的运行条件下,提供一定温度和压力的蒸汽要求:蒸汽量应适合负荷变化的需要,或保持给定的负荷蒸汽压力保持一定的范围蒸汽温度保持一定的范围汽包水位保持一定的范围炉膛负压保持一定的范围保持燃烧的经济性和安全运行2023-1-2276、主要控制系统 (1)汽包水位控制 受控变量:汽包水位(保证安全运行的
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