一种减压炉连弩控制系统及方法

文档序号:645175 发布日期:2021-05-14 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种减压炉连弩控制系统及方法 (Decompression furnace repeating crossbow control system and method ) 是由 李全善 王文新 徐开慧 于 2020-12-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种减压炉连弩控制系统,包括:一个或多个支路进料流量控制模块FB-i,经配置以控制支路进料流量FSV-i;一个或多个支路出口温度控制模块TB-i,经配置以控制支路进料流量的变化量TC-i;炉膛温度控制模块T-(CF),用于控制进入的燃料气流量FC-G;以及出口温度控制模块T-C,出口温度指的是多个支路出口温度的平均温度,其与所述炉膛温度控制模块T-(CF)组成串级控制回路。本发明还涉及一种减压炉连弩控制方法,有效减少减压炉运行过程及常压塔液位调整过程中的支路温度的波动,提高减压炉整体运行的平稳性。(The invention relates to a decompression furnace repeating crossbow control system, which comprises: one or more branch feed flow control modules FB i Configured to control the bypass feed flow FSV i (ii) a One or more branch outlet temperature control modules TB i A variable quantity TC configured to control the bypass feed flow i (ii) a Hearth temperature control module T CF For controlling the incoming fuel gas flow FC G (ii) a And an outlet temperature control module T C The outlet temperature refers to the average temperature of the outlet temperatures of a plurality of branches, and is connected with the furnace temperature control module T CF Forming a cascade control loop. The invention also relates to a repeating crossbow control method for the pressure reducing furnace, which effectively reduces the fluctuation of branch temperature in the operation process of the pressure reducing furnace and the liquid level adjustment process of the normal pressure tower and improves the overall operation stability of the pressure reducing furnace.)

一种减压炉连弩控制系统及方法

技术领域

本发明涉及石油化工领域,尤其是一种减压炉连弩控制系统及方法。

背景技术

在炼油装置生产工艺中,减压炉是影响目标产品分馏效果关键设备,因此,减压炉的高效平稳运行十分重要。减压炉一般为管式加热炉,其利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源,减压炉中高速流动的物料,使其达到后续减压塔所需要的的温度。为了降低炉管压降和节能,使原料受热均匀,减压炉多采用多路炉管设计,但往往因各烧嘴燃料以及送风量等不均衡而出现“偏火”现象,导致各组炉管的出口温度不均衡,增加了炉管结焦的可能性,缩短了炉管的使用寿命。需要对支路炉管温度实施平衡控制,使减压炉的各支路温差最小,接近炉出口温度。同时减压炉的负荷受上游高压塔液位影响,常压塔液位控制器与减压炉各支路进料流量控制器串级,为保证常压塔液位稳定需要随时调整减压炉各支路流量,造成减压炉运行操作特性的改变,对出口及支路温度带来扰动,这也是减压炉温度控制中需要考虑的因素。

因此,本发明提出一种全新理念的减压炉连弩控制系统及方法,连弩控制思想来自三国时期诸葛亮制作的一种可以齐发数支箭的兵器。本发明将连弩一齐发射数支箭的思想引入到减压炉的控制方案中来,建立减压炉连弩控制系统。

减压炉负荷变化受常压塔液位变化影响,常压塔液位控制器与减压炉各支路进料流量控制器串级。基于热量传递的原理,以各支路的温度为测量值,以炉出口温度为设定值,建立支路温度控制器,支路温度控制器的输出作为支路需要的原料流量调整量,同时考虑常压塔对支路流量的串级调整。每个支路同时进行支路均衡及负荷的调整,支路温度高的支路增加进料量,支路温度低的支路减少进料量,每个支路随常压塔液位调节同时增加进料量或者减少进料量,保证支路均衡的前提下实现负荷的调整。

发明内容

针对现有技术中存在的问题,本发明公开了一种减压炉连弩控制系统,包括:一个或多个支路原料进料流量控制模块FBi,经配置以控制支路进料流量FSVi;一个常压塔液位控制模块LC,其与一个或多个支路原料进料流量控制模块FBi组成串级控制回路;一个或多个支路出口温度控制模块TBi,经配置以控制支路进料流量的变化量TCi;炉膛温度控制模块TCF,用于控制进入的燃料气流量FCG;以及出口温度控制模块TC,出口温度指的是多个支路出口温度的平均温度,其与所述炉膛温度控制模块TCF组成串级控制回路。

进一步的,所述的连弩控制系统,其中所述一个或多个支路出口温度控制模块TBi对应包括一个或多个支路出口温度TOUTi

进一步的,所述的连弩控制系统,还包括计算模块,经配置与计算一个或多个支路进料调整量增量和STCHPD与减量和STCHPR,其中所述增量和其中所述减量和

进一步的,所述的连弩控制系统,还包括各支路调整量的限值STCDRE,其中STCDRE=min(STCHPD,abs(STCHPR));所述增量和STCHPD还包括增量系数CHPD,其中CHPD=STCDRE/STCHPD;所述减量和STCHPR还包括减量系数CHPR,其中CHPR=STCDRE/STCHPR

进一步的,所述的连弩控制系统,其中所述各支路调整量的限值STCDRE单次最大增量或最大减量为DSV;其中,还包括单次最大调节增量或最大调节减量DFBL和单次调节系数CBL;DFBL=min(STCDRE,DSV),CBL=DFBL/STCDRE;其中,还包括支路进料量的单次调整量DFSVi所述支路进料流量FSVi=FSVi+DFSVi

进一步的,所述的连弩控制系统,还包括常压塔液位控制器输出的减压炉负荷设定值LSV,所述支路进料流量

进一步的,所述的连弩控制系统,所述出口温度控制模块TC的温度控制范围300℃-450℃。

本发明公开了一种减压炉连弩控制方法,包括:控制支路进料流量FSVi;控制支路进料流量的变化量TCi;控制进入的燃料气流量FCG;以及组成串级控制回路。

进一步的,所述的连弩控制方法,计算一个或多个支路进料调整量增量和STCHPD与减量和STCHPR,其中所述增量和其中所述减量和

进一步的,所述的连弩控制方法,还包括各支路调整量的限值STCDRE,其中STCDRE=min(STCHPD,abs(STCHPR));所述增量和STCHPD还包括增量系数CHPD,其中CHPD=STCDRE/STCHPD;所述减量和STCHPR还包括减量系数CHPR,其中CHPR=STCDRE/STCHPR

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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。

图1为根据本发明一个实施例的减压炉连弩控制系统结构图;

图2为根据本发明一个实施例的减压炉连弩控制运算模块结构图;

图3为根据本发明另一个实施例的减压炉连弩控制系统结构示意图;

图4为根据本发明图3中实施例的减压炉连弩控制实施前温度运行曲线图;

图5为根据本发明图3中实施例的减压炉连弩控制实施后温度运行曲线图;

图6为根据本发明一个实施例的减压炉连弩控制方法流程图。

附图标记:

101-减压炉; 102-连弩控制模块;

103-第一支路进料流量; 103'-第i支路进料流量;

104-第一支路进料流量控制模块; 104'-第i支路进料流量控制模块;

105-第一支路出口温度控制模块; 105'-第i支路出口温度控制模块;

106-第一支路出口温度; 106'-第i支路出口温度;

107-出口温度控制模块; 108-炉膛温度控制模块;

109-燃料气流量; 110-常压塔液位控制模块;

201-减压炉连弩控制器; 301-减压炉;

302-连弩控制器; 303-出口温度控制器;

304-炉膛温度控制器; 305-常压塔液位控制器;

331-第一支路出口温度控制器; 332-第二支路出口温度控制器;

338-第八支路出口温度控制器; 311-第一支路流量控制器;

312-第二支路流量控制器; 318-第八支路流量控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中,可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中,相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述,使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解,还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

下面通过一个具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应当理解,以下的描述仅仅是为了方便对于本发明技术方案的理解,并不应当用来限制本发明的保护范围。

图1为根据本发明一个实施例的减压炉连弩控制系统结构图。如图所示,减压炉进料流量有n组,减压炉101连弩控制系统,包括连弩控制模块102、第一支路进料流量103、第i支路进料流量103'、第一支路进料流量控制模块104、第i支路进料流量控制模块104'、第一支路出口温度控制模块105、第i支路出口温度控制模块105'、第一支路出口温度106、第i支路出口温度106'、出口温度控制模块107、炉膛温度控制模块108、燃料气流量109。其中,如图所示的实施例第一支路进料流量控制模块104和第i支路进料流量控制模块104'为一个或多个支路进料流量控制模块FBi,经配置以控制对应支路进料流量FSVi即为第一支路进料流量103和第i支路进料流量103'。

出口温度控制模块的输入连接出口温度测量仪表;进料流量控制模块的输入连接流量测量仪表,输出送到支路流量调节阀;炉膛温度控制模块的输入连接燃料气压力测量仪表,输出送到燃料气流量调节阀。温度测量仪表有接触式和非接触式两类,包括但不限于电热阻、电热偶等;流量测量仪表包括但不限于差压流量计、转子流量计、电磁流量计等。

如图1所示,本发明一个实施例减压炉101连弩控制系统包括第一支路出口温度控制模块105和第i支路出口温度控制模块105'为一个或多个支路出口温度控制模块TBi,经配置以控制支路进料流量的变化量TCi。减压炉101炉膛温度控制模块TCB108,用于控制进入减压炉101的燃料气流量FCG 109。减压炉101出口温度控制模块TC107,其与减压炉101炉膛温度控制模块PC108组成串级控制回路。通过炉膛温度控制模块PC108调节燃料气流量FCG109来实现对出口温度的调节。

如图1所示,105、105'一个或多个支路出口温度控制模块TBi对应包括106、106'一个或多个支路出口温度TOUTi。其中连弩控制的调整方法为对支路温度高的支路,增加进料流量,对支路温度低的支路,减少进料流量。对于单个支路而言,为保持调整前后单个支路的热量平衡,调整前和调整后的支路热量一致,根据热量守恒原理及传热速率方程,则有如下表达式:

Q=Cp×FSVi×(TOUTi-TC)=Cp×TCi×(TC-TINi) (1)

式中,TCi为第i个支路需要调整的支路进料流量的变化量,FSVi为该支路进料流量103',Q表示调整前后传输的热量和,TINi为减压炉第i支路的入口温度,TOUTi为减压炉第i支路的出口温度106',减压炉出口温度控制模块TC 107。

本发明的连弩控制系统还包括计算模块,用于计算一个或多个支路进料调整量增量和与减量和,则有如下表达式:

式中,STCHPD表示支路进料调整量的增量和,STCHPR表示支路进料调整量的减量和。

根据进料量,可进一步计算各支路调整量的限值及对应STCHPD增量和的增量系数、STCHPR减量和的减量系数,具体如下:

STCDRE=min(STCHPD,abs(STCHPR)) (5)

CHPD=STCDRE/STCHPD (6)

CHPR=STCDRE/STCHPR (7)

STCDRE为允许各支路调整量的限值,CHPD为支路增量系数,CHPR为支路减量系数。

其中设定连弩控制系统中各支路调整量的限值STCDRE单次最大增量或最大减量为DSV,分配关系如下:

DFBL=min(STCDRE,DSV) (8)

CBL=DFBL/STCDRE (9)

式中DFBL为单次最大调节增量或最大调节减量,CBL为单次调节系数。各支路进料量的单次调整量DFSVi为:

最终各支路的调整后的支路进料流量FSVi103'为:

FSVi=FSVi+DFSVi (11)

减压炉总体的负荷是常压塔液位控制器输出LSV,则每个支路进料流量FSVi103'的计算公式为:

根据本发明一个实施例,减压炉出口温度控制模块TC107的温度控制范围在300℃-450℃。

图2为根据本发明一个实施例的减压炉连弩控制运算模块结构图。如图所示,减压炉连弩控制器201用于读取减压炉支路入口温度TINi、出口温度TOUTi及支路进料流量FVi,各支路调整流量单次最大增量或最大减量DSV,总负荷值QSV;

如图1、图2设定单个支路单次最大调整量增量和STCHPD与最大调整量减量和STCHPR。根据减压炉连弩控制原理,在DCS上开发连弩控制模块102,并在控制系统中下装调试。连弩控制模块计算得到每个支路的调整量DFSV。读取减压炉的总负荷设定值负荷值LSV,根据连弩控制模块102,计算得到支路流量控制器的设定值FSVi

本发明所涉及的减压炉连弩控制方法和传统的控制方法相比具有如下优点:针对减压炉正常运行过程和常压塔液位调整过程中支路出口温度存在偏差的问题,基于热量平衡的原理,保持调整前后的热量平衡,提出一种减压炉连弩控制方法,同时对各个支路进料量进行调整,实现减少支路温度波动的目的,有效减少减压炉运行过程及常压塔液位调整过程中的支路温度的波动,提高减压炉整体运行的平稳性。

图3为根据本发明另一个实施例的减压炉连弩控制系统结构示意图。如图所示,减压炉301有八支路进料,包括连弩控制模块302、出口温度控制模块303、炉膛温度控制模块304。

图4为根据本发明图3中实施例的减压炉连弩控制实施前温度运行曲线图,图5为根据本发明图3中实施例的减压炉连弩控制实施后温度运行曲线图。

如图3、图4、图5,由于减压炉内燃烧温度分布不均匀,通过连弩控制模块302用于控制各支路的温度差异。其中炉入口进料分别设有第一支路流量测量仪表311、第二支路流量测量仪表312、……第八支路流量测量仪表318。第一支路出口温度控制器331、第二支路出口温度控制器332、……第八支路出口温度控制器338。为控制支路温度差异,开发了减压炉连弩控制模块,并在DCS系统中下装及实施,达到减少支路温度差异的目的。

如图4和图5所示,减压炉连弩控制实施前,减压炉出口温度、八个支路进料均在一定范围内波动。连弩控制实施后,炉出口温度及八个支路温度运行曲线平稳,有利于减压炉整体平稳操作。

图6为根据本发明一个实施例的减压炉连弩控制方法流程图。

在步骤610中,控制支路进料流量。如前所述,根据本发明的实施例,利用一个或多个支路进料流量控制模块实现流量大小的可控性。

在步骤620中,控制支路进料流量的变化量。通过一个或多个支路出口温度控制模块,实现支路进料流量温度数据的量化。

在步骤630中,控制进入的燃料气流量。如前所述,利用炉膛温度控制器调节燃料气流量。

在步骤640中,组成串级控制回路。通过出口温度控制模块与炉膛温度控制模块可以组成串级控制回路。

上述实施例仅供说明本发明之用,而并非是对本发明的限制,相关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此,所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

12页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种用于从石脑油中分离环烷烃和芳烃的复合溶剂

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!