原油加热炉监控系统设计与应用

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1、原油加热炉监控系统设计与应用本文分析Y原油加热炉特点，论述Y原油加热炉监控系统应采取的技术措施、性能特点及结构原理等。原油加热炉监控系统以PLC为核心完成对加热炉的监控，其主要功能有监视、控制、报警、异常工况模型识别、自动保护等。该系统已在输油管道原油加热炉上应用，实际应用效果表明该系统功能齐全、性能稳定适用于原油加热炉监视及自动控制。己关键词原汕加热炉；模型识别；控制；PLC;研究TE973A1674-6708(2011)49-0177-020引言国内原油由于凝点较高，在使用管道输送过程中大多采用加

2、热输送，对原油加热一般采用原油加热炉。输油生产持续不间断的工艺特点和工业现场环境，要求原油加热炉的监控系统必须具备高度的可靠性、灵活的调节功能及多种自动保护能力。为适应这一实际需要，我们研制了原油加热炉监控系统，该监控系统以PLC为核心实现对我处某型燃油加热炉的全自动监视、控制及自动保护等。实现燃油、风量的最佳配比，达到安全、低耗、优化运行的0的。1监控系统配置根据原油加热炉工艺对系统的要求，我们对某型原油加热炉的监控系统采用了完全网络化的控制和数据采集系统，监控软件采用目前国内外优秀的工控组态软件I

3、FIXoPLC选用国外著名厂家A-B的产品。这样搭配就把PLC在工业恶劣环境中的高可靠性与工控组态软件丰富友好的用户界面有机地结合在一起，相得益彰，使整个系统过程控制特性、操作性、监控管理以及抗干扰等诸多方面都有较强的能力。整个监控系统结构如图1所示，主要由PLC（可编程监控器）、工业微机IPC（配置网卡、集线器）、打印机、现场仪表等组成。现场仪表主要包括压力变送器、温度传感器、流量计、调节阀、电磁阀、电动阀等。PLC通过以太网（ENET）通讯模块、集线器（HUB）与工业微机（IPC）相连，实现数据通

4、讯。2软件设计与选择2.1PLC软件及系统组态下位机编程软件一般根据PLC的型号具体规定，我们采用国外著名厂家A-B公司的SLC500系列PLC附带的RSlogic500软件，该软件是一个基于Windows环境的编程软件套件，支持梯形图（LD）、指令语句表（IL）、顺序功能图（SFC）等多种语言模式，风格统一，使用简单；具有在线编程、诊断和在线仿真调试等功能，支持DH、DH+、TCP/IP等通讯协议。我们把加热炉工艺所要求的每个任务独立地设计成子程序，单独写入和调试，再通过主程序协调各子程序之间的运行

5、，加热炉监控系统主要包括：1）主程序。负责协调各子程序之间的运行；2）参数采集子程序：主要检测各系统参数及报警；3）模型识别应急保护子程序。加热炉运行期间突然停输，加热炉炉管爆裂都将会导致重大火灾事故的发生。为此首先通过对相关工况模拟试验及对原油进出炉压力、温度，炉膛温度，烟道温度等参数在异常情况下的变化趋势进行分析，建立停输模型及炉管泄漏模型。计算机进行模型识别。一旦有停输事件发生立即停炉。一旦有炉管池漏事件发生立即停炉、打幵放空阀、关闭原油进出口阀；4）安全保护子程序。原油加热炉是依靠火焰的热辐射

6、直接对在炉管中流动的原油进行加热，在这种工况下，监控系统的安全性就显得尤为重要。为此，系统设置了参数越限声光报警功能，当出现诸如进出炉压力过高、过低、燃油温度超高、两管程偏流超限等不安全因素时，显示画面中该参数的显示颜色便会发生变化，同时上位机会发出语音提示，以提醒值班人员采取相应措施，保证系统的安全稳定；5）控制子程序：优化燃烧控制，以原油出口温度监控为主回路，实现PID调节，保持低氧燃烧，使系统始终处于最佳燃烧工况，不仅降低能源消耗而且减少环境污染。优化燃烧控制是本系统的核心部分，关系到加热炉燃烧

7、的稳定性和高效性。它以原油出口温度控制回路为主回路，燃油流量控制回路和助燃风流量控制回路并联串级组成双交叉双向限幅系统，实现原油加热炉静态寻优，动态限幅的功能，使系统无论是在静态还是动态，都处于最佳的燃烧工况，不仅降低了能源消耗，减少了环境污染，还解决了工业加热炉滞后大，系统在动态过程中因各个参数变化率不同而造成的系统偏离最佳燃烧区的矛盾；6）负压控制子程序。通过控制烟道挡板的开度调节负压的变化;7）吹灰子程序。计算机控制吹灰的程序；8）点炉条件具备判断程序。加热炉启炉前对一些条件如燃油温度、压力、液

8、化气压力（大型燃烧器）等都有一定的要求。如果某个条件不具备，点炉就比较困难，为此设置了点炉条件具备判断模块，保证了点炉成功率。在燃烧器点炉条件具备以后打开挡板，进行前吹扫；若点火失败时，自动切断油阀，并进行吹扫，连续三次点火失败后发出报警。2.2上位机监视软件及组态上位组态软件选用国内外著名软件如：iFix2.6。美国Intellution公司的iFix2.6工控软件，该软件可运行于winNT（SP5以上）/2000/XP等系统平台，具有采样功能强、速度