1.4 Автоматизация трубчатых печей
Трубчатая печь является сложным объектом управления, и нормальный режим ее работы может быть достигнут путем стабилизации подачи сырья с воздействием, например, на привод сырьевого насоса. Однако чаще используют схему управления, в которой стабилизация температуры сырья на выходе из печи достигается путем изменения подачи топливного газа и воздуха в камеру сгорания. Трубчатые печи относятся к дорогостоящему технологическому оборудованию и в установках нефтеподготовки, нефтепереработки и нефтехимии часто имеют самостоятельное значение. Поэтому проектировать автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) для трубчатых печей технически и экономически целесообразно.
На рисунке 8 представлена технологическая схема трубчатой печи типа ПТБ-10, используемой для подогрева нефти на промыслах.
В блочных автоматизированных печах типа ПТБ-10, применяемых на нефтепромыслах, подготавливаемая нефть равномерно распределяется по четырем параллельно работающим нагревателям.
Система автоматизации трубчатой печи ПТБ-10 осуществляет регулирование следующих технологических параметров:
- температуры нагреваемого продукта на выходе из печи в диапазоне от 0 до 90 C. Регулятор температуры воздействует на привод регулирующего органа, установленного на трубопроводе топливного газа к горелкам печи, и изменяет расход топлива в зависимости от температуры поступающей нефти в печь.
Рисунок 8. Технологическая схема печи ПТБ 10.
- давления топливного газа на уровне 0,06 МПа регулятором давления, воздействующим на подачу топлива в питающий трубопровод.
- соотношения газ воздух в каждом теплообменном блоке с коэффициентом избытка воздуха от 0,95 до 1 регулятором расхода воздуха к горелкам печи.
-
давление запального газа регулируется
в диапазоне от 0,04 до 0,1 МПа (на схеме эта
технологическая линия не показана).
Системой автоматики печи ПТБ-10 предусмотрен автоматический и дистанционный режим розжига запальных и основных горелок с предварительной продувкой камер сгорания нагревателей воздухом, а также пуск и останов двигателей вентиляторов, подающих воздух в камеры сгорания нагревателей. Система управления обеспечивает программный вывод нагревателей печи на заданную нагрузку.
Контрольно-измерительными приборами системы автоматики осуществляется измерение:
- расхода нагреваемого продукта (производительность до 500 м3/ч);
- расхода топливного газа (потребление топливного газа до 2000 м3/ч) и его давления на каждой из горелок;
- температуры нагреваемого продукта на выходе из печи (до 100 С);
- температуры дымовых газов из печи (диапазон температур составляет от 200 С до 650 С);
- давления нагреваемого продукта на входе и выходе из печи (до 6,4 МПа).
В процессе работы подогревающей печи системой управления производятся вычисления и регистрация суммарного расхода нагреваемого продукта, расхода топливного газа на нагрев сырья, коэффициента полезного действия печи, а также выполняется диагностирование состояния жаровых труб нагревателей печи.
При аварийных ситуациях система автоматизации выполняет команду блокировки, т.е. прекращает подачу топлива (топливного газа) путем закрытия отсечного клапана, установленного на линии питания печи. Блокировка осуществляется, если:
-расход нагреваемого продукта ниже допускаемого значения;
-отклонения давления топливного газа больше заданных предельных значений;
-давление нагреваемого продукта выше допускаемого значения;
-давление подаваемого в камеры сгорания воздуха ниже допустимого значения;
-давление топливного газа на каждой из горелок выше допустимого значения;
-температура уходящих дымовых газов выше допустимого значения;
-происходит погасание пламени одной или нескольких основных горелок.
_____________________________________________________________
Тюмень 2010