浅析加热炉的几种主要控制方案__tr

《浅析加热炉的几种主要控制方案__tr》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浅析加热炉的几种主要控制方案浅析加热炉的几种主要控制方案樊俊’，刘春晓z(1．中国石化集团洛阳石化工程公司仪电室，河南洛阳471003；2．北京三维力控科技有限公司，北京100080)摘要：本文介绍了加热炉出口温度单回流控制、串级控制、前馈一反馈控制、前馈一反馈串级控制、入口多路流量均匀控制、燃烧系统的交叉限幅控制等几种主要控制方案以及加热炉的常规联锁，并对其进行了分析。关键词：加热炉；单回路；串级；前馈；均匀控制；交叉限幅控制中图分类号：TE9文献标识码：A文章编号：1817—0633(2009)05—0032—031引言案，优点是控制简单投资较少，缺点是加热炉本身的热负荷很加热炉作为在石油

2、化工生产过程中的关键设备，在生产和大，燃料的压力和热值稍有波动，由于传热及测温元件的滞后，建设中具有十分重要的地位，其利用燃料在炉膛中燃烧产生热调节作用不及时，炉出口温度波动很大。能，通过炉管把能量传递给流动的物料，使其满足下游工艺的要2．1．2串级控制求，如原油在加热炉中升温和汽化，然后进入分馏塔进行分馏。根据不同工况，串级控制有炉出口温度与炉膛温度串级、炉加热炉就其外形结构而言可分为箱式炉、立式炉、圆筒炉出口温度与燃料流量串级、炉出口温度与燃料压力串级等几中等；就其燃料而言可分为燃气加热炉、燃油加热炉和油气混烧加形式。热炉。加热炉一般由辐射室、对流室、余热回收系统、燃烧器、通1)炉出口温度

3、与炉膛温度串级(图2)风系统等部分组成。辐射室是通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分，而对流室是靠由辐射室出来的烟气进行对流换热。一般来讲，加热炉控制系统的主要控制目的是维持对物料的热传递效率、维持燃料的燃烧效率和保证加热炉的安全。加热炉的主要被控变量是被加热物料的炉出口温度、加热炉进料的流量、炉膛压力等；操作变量一般为燃料的流量。2加热炉的主要控制方案2．1炉出口温度控制加热炉的主要质量指标是工艺介质经加热炉加热后的出口温度，在不少工况下，对加热炉出口温度有着严格的要求。影响加热炉出口温度的干扰主要有：工艺介质的流量、温度、组分；燃料油或燃料气的压力、组分(或热值)；空气的过量情况；燃烧器的

4、图2炉出口温度与炉瞠温度串级效率；烟囱的抽力等。在影响加热炉出口温度的干扰因素中，除了进料流量、温2．1．1炉出口温度单回路控制(图1)度、组分外，其他干扰，如燃料油或燃料气的压力、组分(或热值)；空气的过量情况；燃烧器的效率；烟囱的抽力等的影响都首先反映在炉膛温度上，然后才在出口温度上反映出来，炉膛温度能比出口温度提前感受这些干扰的影响，因此将炉膛温度最为副回路可以起到超前作用，从而提高出口温度控制的质量。2)炉出口温度与燃料流量串级(图3)图1炉出13温度单回路控制在控制加热炉入口物料流量稳定的基础上，根据被加热物料出口温度直接调节燃料量。此方案适用于对被加热物料出口温度要求不要，且燃料总

5、管压力比较温度的情况。采用此控制方图3炉出口温度与燃料流量串级自动f信息AUTOMATIONINFORMATION浅析加热炉的几种主要控制方案对于同时进料各参类参数温度的加热炉，主要可控干扰因素是燃料热值，而对于性质稳定的燃料来说，热值控制可转化为燃料流量的控制。本控制方案适用于燃料总管的压力波动是主要干扰因素的情况，让总管压力波动时，首先影响到燃料流量的变化，而一旦燃料流量变化，副回路立即动作，抑制流量变化。这样由于调节和反馈的通道都缩短了，因而加热炉出口温度的超调量减小，从而提高控制质量。3)炉出口温度与燃料压力串级(图4)图6加热炉前馈一反馈串级控制图4炉出IZl温度与燃料压力串级本控制

6、方案特别适用于以燃料油作为燃料，且管道较细，其流量测量困难的场合。由于燃料有的粘度一般较大，容易堵塞流量测量装置，同时考虑到燃料油流量的变化可以线性体现为燃料油管线压力的变化，采用燃料油压力调节作为副回路。2．1．3前馈一反馈控制(图5)图7加热炉人口多路流量均匀控加热炉个支路的温度偏差，且某一炉管局部过热的可能性较大，不利于加热炉的操作及长周期运行。本方案将加热炉各支路的流量平均值作为被控量，经调节器输出后作为各支路的给定值，从而有效消除个支路的流量不平衡。2．3加热炉燃烧系统的交叉限幅控制(图8)“交叉限幅”控制是一个具有两个并联副回路的串级调节系统，其中炉出口温度为主回路，燃料气流量和空

7、气流量回路并联作为副回路。所谓交叉限幅方式，其一是根据实际空气流量通过图5加热炉前馈一反馈控制当加热炉的主要干扰来自进料流量、温度，且干扰幅度较大，且不允许设置进料流量的定值控制时，采用反馈控制难以满足要求，而采用前馈一反馈控制往往是行之有效的。2．1．4前馈一反馈串级控制(图6)如在加热炉进料流量、温度波动较大，且燃料管线的压力也经常波动的情况下，则采用在前馈一反馈控制方案的基础上增加一个燃料流