加热炉的控制系统

•101 •101
••雾蒸化汽
•燃•油料
•K
•PT •喷•至嘴
•101
•PC •PT
•102 •102
••雾蒸化 汽
4.5.3 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 采用压力平衡式控制阀的控制
4.5.3 加热炉的串级控制
(2) 副控制器参数不应整定得过于灵敏； (3) 副控制器不引入微分作用； (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。
2、炉出口温度对燃料流量的串级 优点：有利于克服燃料量变化 缺点: 燃料量小、粘度大时，
流量测量困难
三串级: 出口温度、 炉膛温度、 燃料量三参数串级
特点:应用较广 应注意管道堵塞
4、采用压力平衡式控制阀 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。
•TC
•TT
•101
•百度文库01
•TC
•TT
•102
•102
•FC •FT
•••燃 料 油•101 •101
•加热炉
•工艺 •介质
•TT •TC •101 •101
•加热炉 •工艺 •介质
•PT •101
•FT
•102
•BS
•FSL
•101
•102
•FT •FSL •101 •101
•加热炉安全联锁保护控制系统
•反作用？
•LS：低选器；
•反作用？•
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。
•气开阀？
2、燃油加热炉 (哪个回路实现此功能?)
•正常
•开工
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
•TC •TT •101 •101
•常压塔
•TT •TC •103 •103
温度控制：炉出口温度对炉膛 温度的串级
•TC •102
•TT •102
•加热炉
•TT •TC •104 •104
•FC
•FC
•101 •PT
•
•
•TC •101
•FT
•TT
•101
•101
•TC
•101
•FT
•101
•TT
•101
•FC •102
•FT •102
前馈主要克服进料流量的干扰
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？）
②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）
也可采用流量比值控制
加热炉负荷大、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
•燃 ••料油 •PdC •PdT
•至 ••喷嘴
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
•TT •101
•燃料
4.5.2 加热炉的单回路控制
1、对象分析 主要控制指标：工艺介质的出口温度 操作手段：燃料油或燃料气的流量
加热炉的控制系统
2020年4月25日星期六
•4.5 加热炉的控制
•4.5.1 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： 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
•工艺 •介质
对象特点：
•PC •101
•PT
•101 •燃 •料
浮动(压力平衡式)阀工作原理
加热炉的串级控制方案 总结
•优点? •缺点?
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
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 与燃料阀后压力串级
例1：催化裂化装置加热炉 控制系统
特点：关联回路多，实施困难
•TT •TC •101 •101
•加热炉 •工艺 •介质
•FC •101
•FT •101
•燃料
•TC
•TT
•101
•101
•TC
•TT
•102
•102
•FC •FT
•••燃 料 油•101 •101
•加热炉 ••工介艺质
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 压力测量较方便
•加热炉
③ 燃料油雾化蒸汽压力控制。
•燃 ••料 油
•PC •102
•雾化蒸汽
•PT
•FT
•102
•101
••工介艺质
•FC •101
燃料油压力较平稳时，③回路可以 满足雾化要求。
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：
①用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来 调节雾化蒸汽。
干扰因素：负荷量、进料温度、组分；
•TT •101
•工艺 •介质
燃料油(气)压力、性质、
•燃料
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
•TC •TT •101 •101
(2) 辅助控制系统：
① 工艺介质的流量控制系统; ② 燃料压力控制系统；
•PC •PT
•回 •101 •101 •油
•TC
•TT
•101
•101
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)
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
•TC •102
•••燃 料 油
•TT •102
•加热炉
•工艺 •介质
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；
•102 •PT
•101
•FT
•FT
•102
•101
•102
•PC •101
•来自初馏塔
•PC •102
•燃料油
负荷控制：单回路流量控制 燃料干扰：单回路压力控制
4.5.4 加热炉的前馈 — 反馈控制
实际生产中，有时遇到进料量变化频繁、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
4.5.5 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 ①工艺介质流量过小或中断，切断燃料气 ②某种原因灭火时，切断燃料气 ③燃料气压力不能过低，流量不能太小 ④燃料压力不能过高，否则会引起脱气灭火
•TT •TC •101 •101
•加热炉
•PC •101
•LS