中石油锦西分公司常减压南蒸馏加热炉优化控制改造方案(乐邦)

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1、中石油锦西石化分公司常减压车间南蒸馏装置加热炉优化控制改造方案洛阳乐邦石化设备有限公司二○一二年三月2洛阳乐邦石化设备有限公司中石油锦西石化分公司常减压车间南蒸馏装置加热炉优化控制改造方案1．编制依据1．1洛阳乐邦石化设备有限公司（乙方）委派技术人员于2012年2月24日对中石油锦西石化分公司（甲方）常减压车间进行了初步考察。甲方介绍了常减压车间南蒸馏和北蒸馏两套装置的基本情况，以及技术改造计划，并陪同乙方察看了生产现场的主要设备、中央操作控制室和DCS系统运行情况。双方就“炼油管式加热炉优化控

2、制系统”开发与应用，进行了初步技术交流。1．2乙方在石化行业加热炉的综合节能技术改造中，重点推荐“高效燃烧器”和“加热炉优化控制系统”两项最新科技成果。燃烧器是加热炉的关键设备。基于乙方已取得专利的高效燃烧器，具有能使燃料与助燃空气以多种形式混合，达到快速、完全燃烧的优良特性，有效利用炉管的传热面积，大幅度提高了加热炉的热负荷和热效率。进一步采用加热炉优化控制的专有技术，对助燃空气进行有效的自动控制，使加热炉在整个生产运行周期内工况稳定，并趋向更合理的配风量，有利于降低排烟废气中的氧含量，最终达

3、到更好的节能效果。1．3加热炉自动优化控制系统专有技术，从2003年已成功应用于中石化金陵分公司三套800万吨常减压加热炉，2010年8月，上海石油化工股份有限公司（上海金山石化）800万吨常减压装置加热炉自动优化控制系统投运，至今已经正常运行一年以上，取得了比较明显的节能效果。对该加热炉优化控制系统，用户给予了较好的评介。1．4甲方提供常减压车间南蒸馏装置加热炉工艺、设备和仪表、控制系统的基本情况，以及南蒸馏装置常压炉、减压炉的仪表位号等基础资料。1．5本方案为甲方常减压车间南蒸馏装置采用加热

4、炉优化控制系统而编制。10洛阳乐邦石化设备有限公司2．主要功能2．1加热炉优化控制系统控制目标：l被加热介质出炉温度稳定在设定范围（设定值±2℃）；l自动控制达到辐射室顶部烟气O2含量≦3%，烟气CO含量≦100PPm；l辐射室顶部负压目标值稳定在-20Pa～-30Pa范围内；l优化加热炉内燃料的燃烧过程，在整个生产运行周期中，加热炉工况趋向稳定，降低消耗（节能幅度0.5%～2%）。l提高炼油装置的整体自动化水平，减轻一线操作人员的劳动强度。l实现节能降耗，减少污染物排放，有利于环境保护。2．2

5、加热炉优化控制系统控制功能：2．2．1加热炉优化控制系统主要用于控制加热炉配风量，也可以说是通过合理控制加热炉的过剩空气系数，实现加热炉内燃料的燃烧过程的优化。加热炉自动优化控制系统，可以实现炉膛负压的优化控制、风机的优化控制；同时也可以在出口温度控制方面进行多变量、多目标优化，比常规PID做得更精确。2．2．2加热炉优化控制系统采用多种优化策略，能根据加热炉工况的变化，自动调整控制规律，适应系统中出现的各种干扰和工况的变化，在实现工艺要求前提下，以燃料消耗量最低作为控制目标，以相关的压力、流量

6、、温度等多因素作为检测和控制的对象，解决仪表检测误差和执行机构不精确带来的诸多不利影响，使加热炉始终处于优化的高效运行状态。2．2．3根据辐射室顶部氧含量和其它相关工艺参数，通过变频调速或鼓风机阀门开度调节，调节总风量和各风道蝶阀的开度，实现每台加热炉供风量的优化和均衡调整，加热炉排烟中的氧含量控制在3%以下（主要燃料为瓦斯气）。2．2．4根据加热炉辐射室顶部负压和其它相关工艺参数，通过变频控制引风机转速，并结合对每台加热炉对流室出口的烟道挡板的调节，使加热炉辐射室顶部负压都控制在-20Pa～-

7、30Pa范围内。10洛阳乐邦石化设备有限公司2．2．5调试屏幕显示加热炉排烟中的氧含量，排烟温度和热效率；显示多种操作优化控制数据的曲线；显示现场氧含量仪表自动检测的故障状况提示。3．改造方案3．1加热炉优化控制基本原理加热炉自动优化控制系统是在实现工艺介质出口温度稳定的前提下，以工艺介质压力、流量、温度、辐射室顶部负压、燃料量、辐射室顶部烟气O2含量、（CO含量）和排烟温度参数作为检测和控制对象，设定多项控制策略，动态地优选、记忆最佳路线和最优参数组合。根据加热炉工况的变化，适应系统中出现的各

8、种干扰，自动调整控制规律，确保被加热介质出口温度稳定在工艺要求范围内，并使加热炉的燃料消耗量最低，实现持久连续的、高效率的运行。图1加热炉优化控制原理图从图1优化控制原理图可以看出，加热炉自动优化控制系统10洛阳乐邦石化设备有限公司的最大特点，克服了传统方法很难突破的单一回路控制的局限性，实现多变量、多目标的协同控制。包括以下几个方面：l出口油温优化控制，替代DCS单回路常规的PID调节；l空燃比的自动控制和优化；l多种控制策略在线自动选择和组合；l最佳氧含量控制目标值的设定和自动寻优；l热风阀