油田上常用加热炉控制系统

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1、油田上常用加热炉控制系统（XYC114）摘要：介绍油田上常用加热炉的控制系统原理、技术特点，通过现场实例说明加热炉控制系统的类型，并进行对比，阐述加热炉控制系统发展方向。关键词：加热炉控制系统PLC程控器1前言随着工业的发展，能源利用率的要求越来越高，锅炉作为将一次能源转化为二次能源的重要设备，其控制和管理也越来越多。大中型锅炉采用先进的DCS、FCS，但是对于油田上的加热炉容量普遍小于10t/h，而且只用两三台时，根据经济水平能力一般不会选用价格昂贵的大型控制系统，一般采用燃烧器的独立系统和PLC控制系统。2燃烧器的独立

2、燃烧系统燃烧器的独立燃烧系统适用于小型常压锅炉，一般不向上位机上传现场参数数据，以油田井口加热炉为例，燃烧器本身就是一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其功能可分为：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。送风系统：向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、凸轮调节机构、扩散盘；点火系统：点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆；监测系统：保证燃烧器安全、稳定的运行，其主要部件有火焰监测器（UV光电管或火焰探针）、

3、压力监测器（空气压力开关、燃气压力开关）、温度监测器等；燃料系统：保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃油燃烧器的燃料系统主要有：油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重油预热器。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组、燃料蝶阀；电控系统：是以上各系统的指挥中心和联络中心，主要控制元件为程控器，是按时序编成的集成逻辑电路，针对不同的燃烧器配有不同的程控器，常见的程控器有：LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列，其主要区别为各个程序步骤的时间不同。对于油田井口加热炉是以加热炉的原油出口为控制指标，实际是对水浴温度进行

4、调节，温度变送器把温度信号传送到温度比调仪，并通过比调仪对比实测值与目标值，进行PID调节，然后传送执行信号到时凸轮调节机构或伺服机按设定比例配置燃气量和空气量。3PLC控制系统PLC控制系统是含CPU处理器、模板与机柜等为锅炉核心的控制系统，相对燃烧器的独立燃烧系统有更多的功能，以福建LNG干线加热炉为例，PLC控制系统有以下功能：监控功能：在运行过程中，采集锅炉运行数据，实时处理和分析判断，实现对现场温度、压力、液位、等工艺参数的模拟动态显示；调节控制功能：以加热炉水浴温度为控制指标，在参数设定表中能设置要求要达到的目

5、标温度，通过PLC的PID控制，配置通风量和燃气量；还能够设置PID值和各参数的量程，及高高/高/低/低低报警限位；报警功能：系统具有故障报警（风机、燃气、火焰故障报警等）和超限报警（高、低液位，压力、温度、流量报警及用户指定的其他参数报警）。图1PLC锅炉控制画面图2PLC趋势曲线画面数据记录功能：要根据用户的要求，对温度、压力等工艺参数的情况，报警记录形成报表汇总。数据查询功能：用户可以对记录的报表数据、报警数据进行查询、打印。曲线功能：对用户关心的温度、流量等信号、系统以实时，历史趋势曲线的形式直观地表示出来。4PL

6、C和燃烧器结合的控制原理在PLC运行时，首先检测每个传感仪表是否能够正常工作及炉内压力，温度是否达点火条件。发现有不能工作的仪表和条件不够，PLC停止工作及停炉。如果正常，燃烧机的鼓风机启动进行吹扫，同时PLC给伺服电机供电信号，私服电机有电进行旋转，开大风门进行吹扫延时3分钟。在此3分钟内，同时进行燃气管线捡漏及燃气压力检测，检测通过后，风门就开至点火位置，并进行点火，同时火焰探针进行火焰检测，是否有火焰信号。在检测火焰信号失败时就停炉并报警火焰故障。如果点火成功，燃烧器自动进入大火状态；延时1分钟，并更据炉子内的压力，

7、温度，液位自负荷调节。超压，超温，低水位或火焰故障，自动中断自负荷调节，并停止点火和供气。进行后吹扫2分钟。当炉压力，温度低于给定的目标值时，PLC自动控制启动锅炉运行。图3PLC控制原理图5PLC与燃烧器程控器的区别燃烧器程控器是一种时序的逻辑电路。而PLC是可以用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制生产过程。PLC控制系统按理论设计是可以代替燃烧器程控器的自动吹扫、配风、程序点火、切断、火焰检测和火焰保护控制功能，并进行PID调节。但实际应用中

8、，燃烧器程控器并没被PLC取代，主要是用PLC编燃烧器程控器的程序成本高、应用面窄，而且控制程序的优劣与编程人员水平有关。图4西门子燃烧器程控器复杂的逻辑电路6结论目前油田生产中，加热炉控制系统都是燃烧器的独立燃烧系统和PLC的监控、PID调节结合的控制系统。但随着技术的不断发展以及智能元件价格的降低，