一种加热炉烘炉温度控制方法技术

本发明专利技术公开的是一种加热炉烘炉温度控制方法，安装炉膛温度控制器和炉膛温度变送器，组态成控制系统主回路，在炉膛燃料气管线上设炉膛燃料气流量传感器、炉膛燃料气流量变送器、炉膛燃料气流量调节阀，炉膛燃料气流量变送器组态炉膛燃料气流量控制器；炉膛燃料气流量变送器、炉膛燃料气流量控制器、炉膛燃料气流量调节阀组成控制系统副回路，炉膛温度控制器输出值为炉膛燃料气流量控制器给定值，炉膛调节：以炉膛温度做为控制点建立控制回路，实现炉膛的温度平稳控制，本发明专利技术可以克服现有技术问题，而且在不改变装置设计参数和流程、不增加额外投资的情况下保证烘炉效果，延长加热炉使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种加热炉烘炉温度控制方法
本专利技术涉及一种温度控制方法，更具体一点说，涉及一种加热炉烘炉温度控制方法，属于石油化工领域。
技术介绍
管式加热炉广泛应用于炼油化工装置，加热炉在施工过程中，内衬砖砌体及耐火浇注料含大量游离水、结晶水及残余结合水，为避免在投产过程中水分快速汽化膨胀导致炉墙胀裂、鼓泡、变形甚至炉墙倒塌，必须在投产前对加热炉进行烘炉，使游离水、结晶水及残余结合水缓慢蒸发析出，并在高温下对炉墙浇注料进行烧结。烘炉过程中需要根据浇注料产品特性所对应的烘炉曲线进行缓慢和均匀地加热，通常炉膛最高温度需要升至550℃并恒温18小时(炉膛升温曲线见图1)，在对加热炉进行烘炉升温过程中，需要投用炉膛内火嘴给炉膛提供热量，并通过调节供给火嘴的燃料(通常为燃料气或燃料油)量控制火嘴火焰强度以控制炉膛温度在目标温度，此时火嘴火焰的热辐射和炉膛内壁热辐射会使炉膛内的炉管温度升高，为了防止烘炉时炉管温度超过设计温度而导致损坏，需要在炉管内通入携热介质来降低炉管温度，目前普遍采用的烘炉方法有两种，第一种是以中压蒸汽作为烘炉的携热介质，蒸汽从炉管入口通入，从炉管出口安装的消音器直接排大气；第二种是以装置油运物料或者氮气作为烘炉携热介质。加氢装置为缩短开工周期反应加热炉烘炉和反应系统干燥需要同步进行，反应加热炉烘炉只能用氮气作为携热介质，利用炉管内流动的低温氮气吸收炉管热量降低炉管温度，炉管内的氮气温度升高后，进入后续反应器、换热器、经空冷降温再经压缩机升压后循环回炉管入口。对于加氢精制装置，反应加热炉通常选用双炉膛管式炉，入炉管线在炉前分为两条支管，两条支管各进入一个炉膛经过加热后在炉外汇合为一条炉出口管线(可以理解为两个加热炉并联)，烘炉时对两个炉膛同步升温烘炉，加氢精制反应器的设计温度通常为400℃，烘炉过程中炉出口的氮气温度不能超过此设计温度，否则高温氮气进入反应器会导致反应器超温损坏。利用氮气作为携热介质烘炉时，需要建立氮气循环流程，氮气循环流程如下(见图2)：压缩机→反应产物/反应进料换热器壳程→加热炉→反应产物/反应进料换热器管程→空冷→反应产物分离器→压缩机入口分液罐→压缩机。当反应产物/反应进料换热器为普通螺纹锁紧环式换热器时，由于螺纹锁紧环式换热器换热效率相对较低，经过换热后进入炉管入口的氮气温度也较低，炉膛升温至550℃时，炉出口氮气温度小于400℃，反应器温度也不超设计值，可以满足烘炉要求。但当反应产物/反应进料换热器为缠绕管式换热器时，由于缠绕管换热器换热效率非常高，导致循环至炉入口的氮气温度较高，烘炉过程中炉膛温度升至450℃时，炉入口氮气温度已达到320℃，炉出口氮气温度达到395℃左右，接近反应器设计温度400℃，如炉膛温度继续升温会导致反应器温度超设计温度造成反应器损坏，炉膛温度无法继续按照烘炉曲线升温，此时烘炉程序无法继续进行，无法保证烘炉效果，影响加热炉使用寿命。现有的加热炉只设置了炉膛温度变送器，烘炉期间只能对炉膛温度进行监控，燃料气压力、流量、炉管能携热介质量发生波动时，会对炉膛温度形成扰动，炉膛温度波动较大，不利于烘炉质量的控制，需要频繁手动调整燃料气调节阀开度，人员劳动强度大。
技术实现思路
为了解决上述现有技术问题，本专利技术提供具有可以在不改变装置设计参数和流程、不增加额外投资的情况下保证烘炉效果，延长加热炉使用寿命等技术特点的一种加热炉烘炉温度控制方法。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种加热炉烘炉温度控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1)：安装一个A炉膛温度控制器TIC1A(PID调节模块1)和一个A炉膛温度变送器TE1A(热电偶)且两者组态连接组成控制系统主回路，在A炉膛燃料气管线上设A炉膛燃料气流量传感器FE1A(孔板)、A炉膛燃料气流量变送器FT1A(压差变送器)、A炉膛燃料气流量调节阀FV1A，A炉膛燃料气流量变送器FT1A(压差变送器)组态连接一个A炉膛燃料气流量控制器FIC1A(PID调节模块2)；A炉膛燃料气流量变送器FT1A(压差变送器)、A炉膛燃料气流量控制器FIC1A(PID调节模块2)、A炉膛燃料气流量调节阀FV1A组成控制系统副回路，且采用分布式控制系统DCS实现将A炉膛温度控制器TIC1A和A炉膛燃料气流量控制器FIC1A进行组态连接，A炉膛温度控制器TIC1A的输出值(OP)作为A炉膛燃料气流量控制器FIC1A的给定值(SP)以组成A炉膛温度串级控制系统；步骤2)：安装一个B炉膛温度控制器TIC1B(PID调节模块3)和一个B炉膛温度变送器TE1B(热电偶)且两者组态连接组成控制系统主回路，在B炉膛燃料气管线设流量传感器FE1B(孔板)、B炉膛燃料气流量变送器FT1B(压差变送器)、B炉膛燃料气流量调节阀FV1B，B炉膛燃料气流量变送器FT1B(压差变送器)组态一个B炉膛燃料气流量控制器FIC1B(PID调节模块4)；B炉膛燃料气流量变送器FT1B(压差变送器)、B炉膛燃料气流量控制器FIC1B(PID调节模块4)、B炉膛燃料气流量调节阀FV1B组成控制系统副回路，且采用分布式控制系统DCS实现将B炉膛温度控制器TIC1B和B炉膛燃料气流量控制器FIC1B进行组态连接，B炉膛温度控制器TIC1B的输出值OP作为B炉膛燃料气流量控制器FIC1B的给定值SP以组成B炉膛温度串级控制系统；步骤3)：A炉膛自动调节：以A炉膛温度做为控制点建立控制回路，自动调节过程中有两个控制参数，一个是A炉膛温度TIA，另一个是A炉膛燃料气流量FIA，A炉膛温度TIA作为主回路TICA，A炉膛燃料气流量FIA作为副回路FICA，组成串级控制，A炉膛燃料气流量调节阀FV1A故障位是“FC”，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A采用反作用，A炉膛温度控制器TIC1A采用反作用，A炉膛燃料气流量调节阀FV1A门开度、A炉膛燃料气流量FIA、A炉膛温度的关系是：A炉膛燃料气流量调节阀FV1A开度变大，A炉膛燃料气流量FIA增大，A炉膛温度TIA升高；A炉膛燃料气流量调节阀FV1A开度变小，A炉膛燃料气流量FIA减小，A炉膛温度TIA降低；投用自动控制时，先把A炉膛燃料气流量控制器FIC1A和A炉膛温度控制器TIC1A打成手动(MAN)控制，通过A炉膛燃料气流量控制器FIC1A去控制温度，当A炉膛温度TIA平稳后，将A炉膛燃料气流量FIA打成串级(CAS)，然后将A炉膛温度控制器TIC1A打成自动(AUTO)；A炉膛自控过程如下：当A炉膛燃料气流量FIA波动增大时，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A反作用，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A的输出值OP减小，A炉膛燃料气流量调节阀FV1A关小，A炉膛燃料气流量FIA减小；当A炉膛燃料气流量FIA波动减小时，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A反作用，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A输出值OP增大，A炉膛燃料气流量调节阀FV1A开大，A炉膛燃料气流量FIA增大；当A炉膛温度TIA波动升高时，A炉膛温度控制器TIC1A的输出值OP减小，给到A炉膛燃料气流量控制器FI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热炉烘炉温度控制方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤1)：安装一个A炉膛温度控制器TIC1A和一个A炉膛温度变送器TE1A且两者组态连接组成控制系统主回路，在A炉膛燃料气管线上依次设A炉膛燃料气流量传感器FE1A、A炉膛燃料气流量变送器FT1A、A炉膛燃料气流量调节阀FV1A，A炉膛燃料气流量变送器FT1A组态连接一个A炉膛燃料气流量控制器FIC1A；A炉膛燃料气流量变送器FT1A、A炉膛燃料气流量控制器FIC1A、A炉膛燃料气流量调节阀FV1A组成控制系统副回路，将A炉膛温度控制器TIC1A和A炉膛燃料气流量控制器FIC1A进行组态连接，A炉膛温度控制器TIC1A的输出值OP作为A炉膛燃料气流量控制器FIC1A的给定值SP以组成A炉膛温度串级控制系统；/n步骤2)：安装一个B炉膛温度控制器TIC1B和一个B炉膛温度变送器TE1B且两者组态连接组成控制系统主回路，在B炉膛燃料气管线依次设流量传感器FE1B、B炉膛燃料气流量变送器FT1B、B炉膛燃料气流量调节阀FV1B，B炉膛燃料气流量变送器FT1B组态一个B炉膛燃料气流量控制器FIC1B；B炉膛燃料气流量变送器FT1B、B炉膛燃料气流量控制器FIC1B、B炉膛燃料气流量调节阀FV1B组成控制系统副回路，将B炉膛温度控制器TIC1B和B炉膛燃料气流量控制器FIC1B进行组态连接，B炉膛温度控制器TIC1B的输出值OP作为B炉膛燃料气流量控制器FIC1B的给定值SP以组成B炉膛温度串级控制系统；/n步骤3)：A炉膛自动调节：以A炉膛温度做为控制点建立控制回路，自动调节过程中有两个控制参数，一个是A炉膛温度TIA，另一个是A炉膛燃料气流量FIA；A炉膛自控过程如下：当A炉膛燃料气流量FIA波动增大时，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A反作用，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A的输出值OP减小，A炉膛燃料气流量调节阀FV1A关小，A炉膛燃料气流量FIA减小；当A炉膛燃料气流量FIA波动减小时，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A反作用，A炉膛燃料气流量控制器FIC1A输出值OP增大，A炉膛燃料气流量调节阀FV1A开大，A炉膛燃料气流量FIA增大；当A炉膛温度TIA波动升高时，A炉膛温度控制器TIC1A的输出值OP减小，给到A炉膛燃料气流量控制器FIC1A上的给定值SP减小，使A炉膛燃料气流量FIA减小，A炉膛温度TIA下降；当A炉膛温度TIA波动降低时，A炉膛温度控制器TIC1A反作用，A炉膛温度控制器TIC1A的输出值OP增大，给到A炉膛燃料气流量控制器FIC1A上的给定值SP增大，使A炉膛燃料气流量FIA增大，A炉膛温度TIA升高，最终实现A炉膛的温度TIA平稳控制；/nB炉膛自控过程与炉膛A炉膛自控过程相同。/n...

【技术特征摘要】
1.一种加热炉烘炉温度控制方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1)：安装一个A炉膛温度控制器TIC1A和一个A炉膛温度变送器TE1A且两者组态连接组成控制系统主回路，在A炉膛燃料气管线上依次设A炉膛燃料气流量传感器FE1A、A炉膛燃料气流量变送器FT1A、A炉膛燃料气流量调节阀FV1A，A炉膛燃料气流量变送器FT1A组态连接一个A炉膛燃料气流量控制器FIC1A；A炉膛燃料气流量变送器FT1A、A炉膛燃料气流量控制器FIC1A、A炉膛燃料气流量调节阀FV1A组成控制系统副回路，将A炉膛温度控制器TIC1A和A炉膛燃料气流量控制器FIC1A进行组态连接，A炉膛温度控制器TIC1A的输出值OP作为A炉膛燃料气流量控制器FIC1A的给定值SP以组成A炉膛温度串级控制系统；
步骤2)：安装一个B炉膛温度控制器TIC1B和一个B炉膛温度变送器TE1B且两者组态连接组成控制系统主回路，在B炉膛燃料气管线依次设流量传感器FE1B、B炉膛燃料气流量变送器FT1B、B炉膛燃料气流量调节阀FV1B，B炉膛燃料气流量变送器FT1B组态一个B炉膛燃料气流量控制器FIC1B；B炉膛燃料气流量变送器FT1B、B炉膛燃料气流量控制器FIC1B、B炉膛燃料气流量调节阀FV1B组成控制系统副回路，将B炉膛温度控制器TIC1B和B炉膛燃料气流量控制器FIC1B进行组态连接，B炉膛温度控制器TIC1B的输出值OP作为B炉膛燃料气流量控制器FIC1B的给定值SP以组成B炉膛温度串级控制系统；
步骤3)：A炉膛自动调节：以A炉膛温度做为控制点建立控制回路，自动调节过程中有两...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕剑超，任海亮，王金安，贺赢锋，谢鹏飞，
申请(专利权)人：浙江石油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33