一种原油加热炉制造技术

本实用新型专利技术提供一种原油加热炉，加热炉为水套加热炉，壳体由卷制筒体和两侧封头组成,整体分内外两层，内层是由耐火陶瓷纤维材料组成的保温层，外层是由喷刷彩漆的卷制钢板和封头焊接而成；所述烟管中间部分是由不锈钢卷制而成的圆筒形，一侧通过多根无缝管与夹持管板组焊而成的管束与烟囱相连，另一侧直接与燃烧器相连；走油盘管是由无缝管与夹持管板组焊而成蛇形盘管，位于水套内部；所述走油盘管外壁焊接有平直翅片，能增强管壁与水套内水的换热面积以强化换热；本实用新型专利技术通过燃气流量的前馈预判调节和反馈调节结合，使其实现原油出液温度控制的低延迟、低能耗、低污染和高精准性要求，以及过量空气系数的有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种原油加热炉
本技术属于原油预处理领域，具体涉及到一种原油加热炉及其控制系统。
技术介绍
加热炉是联合站主要耗能设备之一，用于加热原油从而利于运输及其他生产工艺，常温下原油粘度大且流动性差，不利于长距离运输，在加热过程中加热炉将原油加热至指定温度，原油加热后粘度降低、流动性升高，有利石油运输；但原油在加热温度过高(一般>150℃)时容易发生裂解，因此需要严格控制出口油温。现有的单回路控制方案采用大小火双档调控，控制精度低，时间延迟度高，出油温度波动大，达不到精确控制加热炉原油出口温度的目的；当出现加热温度高于指定温度时，造成燃气浪费，不符合节能要求；而加热温度低于指定温度时则出油温度不符合工艺要求；同时，现有控制方案仅依靠初步计算确定给风量，对于实际过量空气系数未能实现有效控制。中国专利201210230272.1提出加热炉智能控温系统设计，采用能够进行现场控制的PLC系统及能和PLC系统进行通讯连接的计算机上位操作系统组成智能控制系统，并通过该智能控制系统对加热炉进行六个方面的控制和设置：在炉温控制上，在炉内压力控制上，在空燃比控制上，对安全保护系统的控制，在智能控制系统上采用HMI界面，历史数据记录。该技术能够实时针对各段加热温度，对炉温、炉压进行调控，从而提高加热的利用率，同时在节能降耗方面也显示出成效，但是该技术对于不稳定工况未建立预判调节机制，不能满足原油加热过程中低延迟度的要求。华南理工大学进行了水套炉加热计算机自动控制系统的设计，采用工业计算机和工控模块组件对燃烧器进行控制，实现了恒温、无人值守、高精度的自动化控制模式，从而提高原油集输温度的控制精度，消除了安全隐患，提高了生产管理效率；然而该控制方案，依然仅依据单纯的原油外输温度信号进行控制，同样未能解决水套加热炉控制延迟度高的问题，且对于不稳定工况适应性较弱。
技术实现思路
为解决以上问题，本技术的目的在于提供一种新型全自动加热控制系统，将燃气流量的前馈预判调节和反馈调节相结合并对炉内过量空气系数进行反馈调节，使其实现原油出液温度控制的低延迟、低能耗、低污染和高精准性要求。本技术涉及一种原油加热炉，所述加热炉为水套加热炉，壳体由卷制筒体和两侧封头组成,整体分内外两层，内层是由耐火陶瓷纤维材料组成的保温层，可减少烟管和水套向外界的热量损失，外层是由喷刷彩漆的卷制钢板和封头焊接而成，既可以支撑炉体结构又可以减缓腐蚀。所述烟管中间部分是由不锈钢卷制而成的圆筒形，一侧通过多根无缝管与夹持管板组焊而成的管束与烟囱相连，另一侧直接与燃烧器相连；走油盘管是由无缝管与夹持管板组焊而成蛇形盘管，位于水套内部。所述走油盘管外壁焊接有平直翅片，可增强管壁与水套内水的换热面积以强化换热。氧化锆型氧传感器整体采用可拆卸结构，尾端焊接有四只贯穿烟囱壁的固定螺栓，伸出烟囱外壁的螺栓在烟囱外壁处与六角螺母配置，既起到固定作用也便于拆卸。烟囱在传感器放置位置的上方带有检修门，便于传感器的检修与更换。液位传感器与加水阀相连，整体采用可拆卸结构，加水阀包括放置于水套水面的浮球和垂直放置的干簧管，液位传感器头部为扁钢通过螺栓螺母配置固定在水套加热炉外壳上表面，头部扁钢与下部的干簧管由固定垂直气焊而成。所述加热炉还包括其它物性参数传感器，所述物性参数传感器包括压力传感器、温度传感器等，整体上同样采用可拆卸结构，固定端通过螺栓螺母配置与加热炉壳体相连，测试端延伸至被测量物体内部。该水套加热炉中扰动预判控制器、燃气调节智能控制器、空气量供给调节智能控制器均使用80C51系列的单片机，三者可以分散放置在加热炉各个部位，也可以集成在PC机上，作为本技术的一个优选的实施例，为了更形象地表现三种控制器的功能所以采用分散布置。扰动预判控制器的输入端与进口温度传感器、进口流量传感器相连，输出端与燃气控制阀、风门控制阀等控制设备以及远程工作站相连，所述扰动预判控制器由内存储器、CPU、I/O接口组成，内存储器中嵌有本技术中提出的原油扰动判断模块算法的程序，输入接口电路接收原油进口温度信号和进口流量信号，输出接口电路将CPU运行结果传送至该水套式加热炉的控制设备和远程工作站。燃气调节智能控制器的输入端与水套温度传感器、燃气管道压力传感器、燃气管道温度传感器相连，输出端与燃气控制阀、远程工作站和空气量供给调节智能控制器相连。燃气调节智能控制器的内存储器中嵌有本技术中提出的燃气调节控制系统算法的程序，输入接口电路接收水套温度信号、燃气管道压力信号、燃气管道温度信号；CPU调取程序指令进行运算，输出接口电路将CPU运行结果传送至燃气控制阀、远程工作站和空气量供给调节智能控制器。空气量供给调节智能控制器的输入端与燃气调节智能控制器和氧化锆型氧传感器相连，输出端与风门控制阀和远程工作站相连。内存储器中嵌有本技术中提出的给风量调节控制系统算法的程序，输入接口电路接收燃气流量信号和烟气含氧量信号，CPU调取程序指令进行运算，输出接口电路将CPU运行结果传送至风门控制阀和远程工作站。放空阀可以快速排除烟管内空气，用于事故发生时的紧急处理，防止事故扩大。安全阀与水套压力传感器连接，用于保护水套内气压处于安全范围之内，当水套内超压时阀门开启释放压力。水套压力传感器与安全阀组合，测量水套内压力。排污阀用于加热炉排污处理，包括加热炉内废水和污油的排放。进一步的，其中扰动预判控制器内部嵌有本技术提出的原油扰动判断模块算法的程序，燃气调节智能控制器中嵌有本技术中提出的燃气调节控制系统算法的程序；空气量供给调节智能控制器中嵌有本技术中提出的给风量调节控制系统算法的程序；原油进入加热炉后，燃气调节智能控制器释放燃气与空气量供给调节智能控制器供给的空气混合经燃烧器引燃后进入炉膛内燃烧，产生的烟气经过烟管加热水套内部的水进而将热量传给走油盘管内的原油，实现原油的加热。进一步的，燃气流量调节模块包括出口温度传感器，进口温度传感器，进口流量传感器，扰动预判控制器，燃气调节智能控制器，燃气管道温度传感器，水套温度传感器。原油进入加热炉加热时，首先由进口温度传感器和进口流量传感器测量出原油的进口温度和进口流量，并将数据上传至远程工作站和嵌入原油扰动判断模块算法的扰动预判控制器并由扰动预判控制器判断原油出现扰动时是否需要启动调节系统；当原油波动的计算结果大于一定限度时，需要启动调节系统时，首先进行燃气流量的前馈调节：由水套温度传感器测量此时水套内的实际温度；由燃气管道压力传感器、燃气管道温度传感器测量燃气管道内的温度和压力，并将信号传递上传至远程工作站和燃气调节智能控制器；由燃气调节智能控制器按照内部设计好的燃气前馈调节程序确定燃气调节方式使得水套温度快速调整至相应温度。进一步的,进行燃气流量反馈调节：由出口温度传感器测量被加热原油的出口温度并上传至远程工作站和燃气调节智能控制器，由燃气调节智能控制器内部的PID自动控制程序对燃气流量进行细调从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原油加热炉，其特征在于：所述加热炉为水套加热炉，壳体由卷制筒体和两侧封头组成,整体分内外两层，内层是由耐火陶瓷纤维材料组成的保温层，外层是由喷刷彩漆的卷制钢板和封头焊接而成；/n烟管(8)中间部分是由不锈钢卷制而成的圆筒形，一侧通过多根无缝管与夹持管板组焊而成的管束与烟囱相连，另一侧直接与燃烧器(7)相连；/n走油盘管(10)是由无缝管与夹持管板组焊而成蛇形盘管，位于水套内部；/n所述走油盘管(10)外壁焊接有平直翅片，能增强管壁与水套内水的换热面积以强化换热。/n

【技术特征摘要】
20190307 CN 20192029105991.一种原油加热炉，其特征在于：所述加热炉为水套加热炉，壳体由卷制筒体和两侧封头组成,整体分内外两层，内层是由耐火陶瓷纤维材料组成的保温层，外层是由喷刷彩漆的卷制钢板和封头焊接而成；
烟管(8)中间部分是由不锈钢卷制而成的圆筒形，一侧通过多根无缝管与夹持管板组焊而成的管束与烟囱相连，另一侧直接与燃烧器(7)相连；
走油盘管(10)是由无缝管与夹持管板组焊而成蛇形盘管，位于水套内部；
所述走油盘管(10)外壁焊接有平直翅片，能增强管壁与水套内水的换热面积以强化换热。


2.根据权利要求1所述的一种原油加热炉，其特征在于：所述加热炉还包括氧化锆型氧传感器(9)，氧化锆型氧传感器(9)整体采用可拆卸结构，尾端焊接有四只贯穿烟囱壁的固定螺栓，伸出烟囱外壁的螺栓在烟囱外壁处与六角螺母配置，烟囱在传感器放置位...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋春杰，蒋胜文，张江辉，崔建波，于国庆，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37