常减压炉热效率控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种常减压炉热效率控制系统，属于化工控制领域。方法包括：系统包括：炉膛负压串级控制设备、氧含量串级控制设备、过程控制器、数据通讯设备及信息管理设备；炉膛负压串级控制设备包括：炉膛负压控制器、引风机压力控制器、第一变频器、引风机压力变送器、炉膛负压变送器；氧含量串级控制设备包括：氧含量控制器、鼓风机压力控制器、第二变频器、鼓风机压力变送器、氧含量变送器；过程控制器分别与炉膛负压串级控制设备、氧含量串级控制设备连接及数据通讯设备连接，数据通讯设备与信息管理设备连接；本实用新型采用双回路对炉膛负压和氧含量进行控制，使得整个系统的抗干扰能力大大增加，提高了常减压炉的热效率。
【专利说明】常减压炉热效率控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工控制领域，特别涉及一种常减压炉热效率控制系统。
【背景技术】
[0002]在石油化工行业中，炼油企业不仅是生产能源的大户，同时也是消耗能源的大户。其中，常减压炉是炼油企业消耗能源的主要设备。目前，按照要求常减压炉的热效率需保证在90%左右甚至是90%以上，而实际上常减压炉的热效率远远未达到该要求。主要原因有两个:一方面是因为常减压炉设备老化，导致常减压炉散热损耗变大，进而引起热效率下降；另一方面是因为现有控制技术水平落后，常减压炉燃料燃烧不充分，氧含量和排烟温度等指标远远偏离设计指标，导致热效率下降。随着能源消耗量和能源储量供需矛盾的日益严重，如何优化常减压炉热效率控制系统，以有效提高减常压炉热效率，对降低能源消耗、实现炼油企业的节能减排具有重要意义。
[0003]现有技术，常减压炉热效率控制系统主要手动调节实现。系统包括:烟道挡板、弓丨风机及鼓风机等。炉膛负压通常通过手动调节烟道挡板或引风机变频来控制；通过改变风门、烟道挡板开度，或改变引风机、鼓风机的转速，来对常减压炉的氧含量与炉膛负压进行手动控制。当氧含量和炉膛负压均过高时，关小烟道挡板或调低引风机转速；当氧含量和炉膛负压均过低时，开大烟道挡板或调高引风机转速；当氧含量过高且炉膛负压过低时，关小风门或调低鼓风机转速；当氧含量过低且炉膛负压过高时，开大风门或调高鼓风机转速。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]由于采用上述手动控制方法，所以常减压炉的炉膛负压和氧含量调节时间不好把握，易造成调节过度或不足的情况，并且无法保证引风机或鼓风机的安全操作，容易造成安全隐患，不能达到快速及时的控制效果。
实用新型内容
[0006]为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种常减压炉热效率控制系统。所述系统包括:炉膛负压串级控制设备、氧含量串级控制设备、过程控制器、数据通讯设备及信息管理设备；所述炉膛负压串级控制设备包括:炉膛负压控制器、引风机压力控制器、第一变频器、引风机压力变送器、炉膛负压变送器；所述氧含量串级控制设备包括:氧含量控制器、鼓风机压力控制器、第二变频器、鼓风机压力变送器、氧含量变送器；
[0007]所述过程控制器分别与所述炉膛负压串级控制设备、所述氧含量串级控制设备连接及所述数据通讯设备连接，所述数据通讯设备与所述信息管理设备连接；所述炉膛负压控制器与所述引风机压力控制器连接，所述第一变频器分别与所述引风机压力控制器及引风机连接，所述引风机与常减压炉连接，所述引风机压力变送器分别与所述炉膛负压控制器及所述引风机连接，所述炉膛负压变送器分别与所述常减压炉及所述炉膛负压控制器连接；所述氧含量控制器与所述鼓风机压力控制器连接，所述第二变频器分别与所述鼓风机压力控制器及鼓风机连接，所述鼓风机与所述常减压炉连接，所述鼓风机压力变送器分别与所述氧含量控制器及所述鼓风机连接，所述氧含量变送器与所述常减压炉及所述氧含量控制器连接。
[0008]进一步地，所述过程控制器用于采集所述炉膛负压串级控制设备及所述氧含量串级控制设备的数据信息。
[0009]进一步地，所述过程控制器还用于通过所述数据通讯设备接收所述信息管理设备的输出参数，根据所述输出参数控制所述炉膛负压控制器、所述引风机压力控制器、所述氧含量控制器及所述鼓风机压力控制器的调节阀。
[0010]进一步地，所述系统还包括:操作站；
[0011 ] 所述操作站与所述过程控制器连接；
[0012]所述操作站用于接收所述过程控制器传输的输出参数，并将所述输出参数进行显
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[0013]进一步地，所述操作站为触屏显示器。
[0014]进一步地，所述数据通讯设备用于通过工业以太网从所述信息管理设备上获取输出参数，并通过所述工业以太网将所述输出参数传输至所述过程控制器。
[0015]进一步地，所述信息管理设备用于从所述数据通讯设备上获取所述炉膛负压串级控制设备及所述氧含量串级控制设备的数据信息，并根据所述数据信息输出所述炉膛负压控制器、所述引风机压力控制器、所述氧含量控制器及所述鼓风机压力控制器的输出参数。
[0016]进一步地，所述信息管理设备包括:采集器、存储器、过滤器、热效率控制器和数据输出口 ；
[0017]所述采集器与所述存储器连接，所述存储器与所述过滤器连接，所述过滤器与所述热效率控制器连接，所述热效率控制器与所述数据输出口连接；
[0018]所述采集器用于通过工业以太网从所述数据通讯设备上采集数据信息，并将采集到的数据信息发送给所述存储器；
[0019]所述存储器用于将所述数据信息进行存储，并将所述数据信息发送给所述过滤器；
[0020]所述过滤器用于对所述数据信息进行过滤，并将过滤后的数据信息发送给所述热效率控制器；
[0021]所述热效率控制器用于根据所述过滤后的数据信息设置所述炉膛负压控制器、所述引风机压力控制器、所述氧含量控制器及所述鼓风机压力控制器的调节阀的设定值，并将所述多个设定值发送给所述数据输出口。
[0022]进一步地，所述系统还包括:过程异常保护设备；
[0023]所述过程异常保护设备分别与所述炉膛负压串级控制设备及所述氧含量串级控制设备连接；
[0024]所述过程异常保护设备用于根据所述炉膛负压串级控制设备发送的所述炉膛负压控制器的调节阀的开度、所述引风机压力控制器的调节阀的开度，所述氧含量串级控制设备发送的所述氧含量控制器的调节阀的开度、所述鼓风机压力控制器的调节阀的开度判断所述常减压炉热效率控制系统是否出现异常。
[0025]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0026]在常减压炉热效率控制系统中添加了炉膛负压串级控制设备及氧含量串级控制设备后，采用双回路对炉膛负压和氧含量进行控制，由于加入了对引风机和鼓风机的压力控制，所以使得系统的工作频率得到提高，缩小了副对象的时间常数，使得系统的控制质量得以提高。且将引风机和鼓风机的压力引入副回路后，克服了其对炉膛负压和氧含量的干扰，并保证了引风机和鼓风机的安全操作，使得整个系统的抗干扰能力大大增加，保证装置的平稳运行，延长其运行时间，提高了常减压炉的热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本实用新型实施例提供的第一种常减压炉热效率控制系统的结构示意图；
[0029]图2a是本实用新型实施例提供的一种炉膛负压串级控制设备的结构示意图；
[0030]图2b是本实用新型实施例提供的一种氧含量串级控制设备的结构示意图；
[0031]图3是本实用新型实施例提供的第二种常减压炉热效率控制系统的结构示意图；
[0032]图4是本实用新型实施例提供的一种信息管理设备的结构示意图；
[0033]图5是本实用新型实施例提供的第三种常减压炉热效率控制系统的结构示意图；
[0034]图6是本实用新型实施例提供的第四种常减压炉热效率控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0036]参见图1，本实用新型实施例提供了一种常减压炉热效率控制系统，该系统包括:炉膛负压串级控制设备1、氧含量串级控制设备2、过程控制器3、数据通讯设备4及信息管理设备5 ;炉膛负压串级控制设备I包括:炉膛负压控制器11、引风机压力控制器12、第一变频器13、引风机压力变送器14、炉膛负压变送器15 ;氧含量串级控制设备包括2:氧含量控制器21、鼓风机压力控制器22、第二变频器23、鼓风机压力变送器24、氧含量变送器25 ；
[0037]过程控制器3分别与炉膛负压串级控制设备1、氧含量串级控制设备2连接及数据通讯设备4连接，数据通讯设备4与信息管理设备5连接；参见图2a，炉膛负压控制器11与引风机压力控制器12连接，第一变频器13分别与引风机压力控制器12及引风机16连接，引风机16与常减压炉17连接，引风机压力变送器14分别与炉膛负压控制器11及引风机16连接，炉膛负压变送器15分别与常减压炉17及炉膛负压控制器11连接；参见图2b，氧含量控制器21与鼓风机压力控制器22连接，第二变频器23分别与鼓风机压力控制器22及鼓风机26连接，鼓风机26与常减压炉17连接，鼓风机压力变送器24分别与氧含量控制器21及鼓风机26连接，氧含量变送器25与常减压炉17及氧含量控制器21连接。
[0038]其中，针对炉膛负压串级控制设备I来说，炉膛负压控制器11、常减压炉17及炉膛负压变送器15构成主回路；引风机压力控制器12、第一变频器13、引风机压力变送器14构成副回路。副回路串联在主回路中。考虑到引风机压力变化到炉膛负压变化有一定的滞后，而引风机进口压力对此反应非常灵敏，因此本实用新型实施例引入引风机进口压力，使用炉膛负压与引风机进口压力的串级控制，将扰动包含在副回路之内，减小扰动量对炉膛负压的影响，实现引风机进口压力对炉膛负压的反馈校正。
[0039]此外，结合图3所示的常减压炉17与炉膛负压控制器11、引风机压力控制器12、引风机16的连接关系，炉膛负压串级控制设备I对炉膛负压的控制过程可分为如下步骤(1.1)-步骤(1.7):
[0040]步骤(1.1)确认引风机压力控制器12为手动状态，调整引风机频率，炉膛负压控制器11控制为-100帕；
[0041]步骤(1.2)确认炉膛负压控制器11压力在-120至-80帕，确认引风机压力控制器12压力不高于-700帕；
[0042]步骤(1.3)将炉膛负压控制器11投自动；
[0043]步骤(1.4)将引风机压力控制器12投自动控制；
[0044]步骤(1.5)确认引风机压力控制器12压力稳定，将引风机压力控制器12投串级；
[0045]步骤(1.6)确认炉膛负压控制器11和引风机压力控制器12压力正常、稳定；
[0046]步骤(1.7)确认常减压炉燃烧正常。
[0047]其中，常减压炉的炉膛负压控制参数调节表如下表1所示:
[0048]表1
【权利要求】
1.一种常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述系统包括:炉膛负压串级控制设备、氧含量串级控制设备、过程控制器、数据通讯设备及信息管理设备；所述炉膛负压串级控制设备包括:炉膛负压控制器、引风机压力控制器、第一变频器、引风机压力变送器、炉膛负压变送器；所述氧含量串级控制设备包括:氧含量控制器、鼓风机压力控制器、第二变频器、鼓风机压力变送器、氧含量变送器； 所述过程控制器分别与所述炉膛负压串级控制设备、所述氧含量串级控制设备连接及所述数据通讯设备连接，所述数据通讯设备与所述信息管理设备连接；所述炉膛负压控制器与所述引风机压力控制器连接，所述第一变频器分别与所述引风机压力控制器及引风机连接，所述引风机与常减压炉连接，所述引风机压力变送器分别与所述炉膛负压控制器及所述引风机连接，所述炉膛负压变送器分别与所述常减压炉及所述炉膛负压控制器连接；所述氧含量控制器与所述鼓风机压力控制器连接，所述第二变频器分别与所述鼓风机压力控制器及鼓风机连接，所述鼓风机与所述常减压炉连接，所述鼓风机压力变送器分别与所述氧含量控制器及所述鼓风机连接，所述氧含量变送器与所述常减压炉及所述氧含量控制器连接。
2.根据权利要求1所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述过程控制器用于采集所述炉膛负压串级控制设备及所述氧含量串级控制设备的数据信息。
3.根据权利要求1所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述过程控制器还用于通过所述数据通讯设备接收所述信息管理设备的输出参数，根据所述输出参数控制所述炉膛负压控制器、所述引风机压力控制器、所述氧含量控制器及所述鼓风机压力控制器的调节阀。
4.如权利要求1所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述系统还包括:操作 站； 所述操作站与所述过程控制器连接； 所述操作站用于接收所述过程控制器传输的输出参数，并将所述输出参数进行显示。
5.如权利要求4所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述操作站为触屏显示器。
6.根据权利要求1所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述数据通讯设备用于通过工业以太网从所述信息管理设备上获取输出参数，并通过所述工业以太网将所述输出参数传输至所述过程控制器。
7.根据权利要求1所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述信息管理设备用于从所述数据通讯设备上获取所述炉膛负压串级控制设备及所述氧含量串级控制设备的数据信息，并根据所述数据信息输出所述炉膛负压控制器、所述引风机压力控制器、所述氧含量控制器及所述鼓风机压力控制器的输出参数。
8.根据权利要求1或7所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述信息管理设备包括:采集器、存储器、过滤器、热效率控制器和数据输出口 ； 所述采集器与所述存储器连接，所述存储器与所述过滤器连接，所述过滤器与所述热效率控制器连接，所述热效率控制器与所述数据输出口连接； 所述采集器用于通过工业以太网从所述数据通讯设备上采集数据信息，并将采集到的数据信息发送给所述存储器；所述存储器用于将所述数据信息进行存储，并将所述数据信息发送给所述过滤器； 所述过滤器用于对所述数据信息进行过滤，并将过滤后的数据信息发送给所述热效率控制器； 所述热效率控制器用于根据所述过滤后的数据信息设置所述炉膛负压控制器、所述引风机压力控制器、所述氧含量控制器及所述鼓风机压力控制器的调节阀的设定值，并将所述多个设定值发送给所述数据输出口。
9.根据权利要求1所述的常减压炉热效率控制系统，其特征在于，所述系统还包括:过程异常保护设备； 所述过程异常保护设备分别与所述炉膛负压串级控制设备及所述氧含量串级控制设备连接； 所述过程异常保护设备用于根据所述炉膛负压串级控制设备发送的所述炉膛负压控制器的调节阀的开度、所述引风机压力控制器的调节阀的开度，所述氧含量串级控制设备发送的所述氧含量控制器的调节阀的开度、所述鼓风机压力控制器的调节阀的开度判断所述常减压炉热效率控制系 统是否出现异常。
【文档编号】F27D19/00GK203731881SQ201420052400
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】吴思东, 许立甲, 邝煜, 李正斌, 张科伟, 余君兰, 李正强, 吕秀荣, 李 诚, 王文新, 李全善, 林晓琳, 徐开慧, 焦阳 申请人:中国石油天然气股份有限公司