综合管理
油/气混合燃烧热媒加热炉的自动控制
娄敏虹(南京龙源环保有限公司，江苏南京210012)
摘要：本文以扬子-伊士受C5石油树脂装置的热媒加热炉为例，结合单一的或任意比例燃料油/气混合燃烧控制的技术要求，介绍了该系统自动控制的特点，
关键词：热媒炉；控制系统；油/气混烧；任意比例；无扰动燃料切换
1工艺流程简介
扬子-伊士曼C5石油树脂装置依据美国伊士曼化学公司的C5石油树脂生产工艺技术，主要以单键和双键的C5混合物流为原料，通过原料的预处理、催化聚合和树脂加氢等工艺过程，生产用途广泛的C5石油树脂产品。该工艺的催化聚合反应需要在一定的温度下进行，且为了保证产品质量，温度控制精度要求很高，为此设有一套热媒加热炉系统。
该热媒加热炉系统采用导热油Therminol66作为载热体，采用燃料油及乙烷气为燃料。由于作为燃料的粗燃料油为树脂工段分离出的重组分混合物，因此在装置开车时只能先以乙烷气为燃料。待装置生产正常后逐渐切换为以燃料油为主燃料，以乙烷气为辅燃料。在正情况下，当负荷发生变化时：控制系统将调整燃料油流量以适应负荷的变化。然而由于树脂工段分离出的燃料油量不稳定，有时会不满足燃烧热负荷要求或当燃料油系统出现故障时，则需自动将燃料气切换为主燃料。本系统带控制点工艺流程简图见图1。
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加热护系就带控制点工艺流育围
2热媒加热炉系统控制要求
根据以上工艺特点，对该热媒加热炉系统的燃烧控制系统有如下的技术要求：
1要求燃料油/气可以任意比例平稳切换。可以在单一的或任意燃料油/气比例下实现安全稳定而完全的燃烧。任何情况下切换时，必须保证系统在不同工况下的安全、稳定运行，运行热效率始终保持在≥85%以上，过剩空气系数≤20%，即尽量减小排烟热损失及化学不完全燃绕损失
1保证油/气燃料切换过程中热媒的出口温度波动在±3°C 以内。
1自动启，停一一确保加热炉点火，关机按预定程序进行，提高可靠性。
1自动调节热负荷一一确保加热炉运行不用人工干预。
一确
1完整的安全联锁系统，报警时有屏幕显示及音响
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保加热炉运行可靠。 3控制方案
该热媒炉的主要控制指标是热媒的出口温度，即通过自动调节燃气量，燃油量和助燃风量，并果用热媒出口温度与燃料流量的审级控制，来保持热媒出炉温度稳定，为了保证实现安全稳定和完全的燃烧，需保持空气流量与燃料流量恰当的比值，因此，在正常的热负荷调节情况下，采用热媒出口温度与“空气/燃料"比的串级比值双交叉限幅控制系统，同时将烟气残氧信号引入燃烧控制系统，有效地控制热媒炉实现“低氧燃烧”。采用氧量分析仪，对烟气中的氧含量进行在线分析，经过非线性调节器修正空气/燃料比，将实测空气量修正为标定含氧量之空气量，保证系统处于最佳燃烧状态，以达到提高热效率
的目的，控制原理详见图2。
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通过仔细分析工艺特点，并考虑操作控制的可行性，采取的控制方案如下：首先判断燃料油的供给状况，依此确定操作控制三种基本模式。工程实施时，燃料油的供给状况用燃料油罐的液位来判断，根据液位情况分为三个工况
第一种工况：当液位处于高位H到中位M之间时，燃料系统只有油路通，此时加热炉只烧燃料油。
第二种工况：当液位处于中位M和低位L之间时，加热炉处于油气混烧阶段。分二种情况：第一种情况是液位从高于中位 M进人此区间，此时燃料油仍为主燃料，参与串级调节，燃料气为辅燃料，用定值调节，第二种情况是液位从低于低位L进人此区间，此时燃料气为主燃料，参与串级调节，燃料油为辅燃料，用定值调节。
第三种工况：当液位处于低位L以下时，自动控制油路断开，加热炉被切换为纯烧燃料气。
上述三种工况的燃料切换自动完成，从而实现在单一的或任意燃料油/气比例下安全稳定而完全的燃烧。在正常的油气混烧阶段，燃料油和燃料气只有一种燃料的调节器可以切换为审级调节状态，以适应热负荷的变化，而另一种燃料为定值调