【word】 威索燃烧器在热煤炉系统中的安全使用设计

【word】 威索燃烧器在热煤炉系统中的安全使用设计 威索燃烧器在热煤炉系统中的安全使用设 计 第30卷增-T1 Vo1.30Supp1. 辽宁工程技术大学(自然科学版) JournalofLiaoningTechnicalUniversity(NaturalScience) 2011年5月 May2011 文章编号:1008-0562(2011)增TiJI一0173—03 威索燃烧器在热煤炉系统中的安全使用设计 刘治宝 (沈阳兰星自动化:[有限公司,辽宁沈阳11003】) 摘要:为了解决热煤炉点炉受环境因素影响这一难题,中油管道公司引入国外先进的点炉装一威索燃烧器. 为了安全有效的使用和控制戚索燃烧器,在控制电路E,我们采用”远程控制”和”现场控制”相结合的方法,为该 设备的安全使刚厂一个”双保险”.实践证明,采用这种电路来控制这套装置,在热煤炉_Ll二常运行过程[IJ,可以在”远 程控制”和”现场控制”之间自由切换,小需要停炉.而}].两科,控制方式当-f1的一种失灵的情况下,仍然呵以对热 煤炉的运行进行安全的保护.因此,通过威索燃烧器的安全使用可以 为原油的输送安全提供更好的保障. 关键词:原油;威索燃烧器;PLC;热媒炉;安全 中图分类号:TH86文献标识码:A DesignofWeishauptburner’Ssafeuseinheatmediumheatersystem LIUZhibao (ShenyangBlue—StarAutomationEngineeringCo.,Ltd.,Shenyang110031,China) Abstract:Tosolvethehardproblemthatthejgnitionofheatmediumheaterisaffectedbyenvironment,China PetroleumPipelineCompanyintroducedtheadvancedignitingequipmentWeishauptOilBurnerfromabroad.In ordertouseandcontroltheburnersafelyandeffectively,”remotecontrol”and”localcontrol”werecombinedin thecontroIcircuit.whichoffers”adoubleinsurance”fortheequipment’Ssafe use.Practicehasprovedthatthe conjointcontrolofthisequipmentcanrealizefreeswitchesbetweentheremotecontro1andlocalcontrolinthe normalrunningoftheheatmediumheaterinsteadofstoppingtheheater.Theconjointcontrolcaninsurethesafe protectionoftheheaterwhenonecontrolils.The’useoftheWeishauptOiIBur nercanguaranteethesafe conveyanceofcrudeoil. Keywords:crudeoil;WeishauptOilBurner;PLC;heatmediumheater;safety 引言 中国国产自大庆的原油:含蜡量高(20~30), 凝固点高(25~30?),粘度高(地面粘度35), 含硫低(在0.1%以下)等特点,通过这些特点,我 们不难发现,25~30?的凝固点,就意味着在室温 的条件下原油就会凝结.原油,旦凝结,有可能导 致石油管道的堵塞,这在石油管道输油过程中是决 不允许发生的,一旦发生,有可能造成整条管道系 统瘫痪的重大事故.为此,原油在输送过程中需要 通过加热来提高原油温度,防止凝结.一般在东北 的原油管道上有两种加热炉,一种是直接加热炉, 就是将管道输送来的原油流经加热炉直接进行加 热;而另一种也就是这里重点介绍的间接加热炉, 相对于直接加热炉,它的安全性会更高一.在这 种系统中,加热炉直接加热的不是原油,而是一种 导热油,这种导热油被称作热媒油(为此,把这种 加热炉常称作热媒炉),热媒油经过机泵加压后存 一 个封闭的管道系统中循环流动,当加热过的热媒 油流经一个被称作是换热器的容器时,在那里与流 经另一个密闭管道的原油进行换热,以此来提高原 油的温度. 加热炉的点火是系统运行的个关键步骤.传 统的加热炉点火系统主要构成包括:控制器(例如 PLC),点火电极,副火嘴,主火嘴.点火的工作过 程如下:控制室内控制器发出指令,使点火电极高 压点火,点燃能够喷出柴油或者液化气的副火嘴, 然后由副火嘴点燃流经主火嘴的原油,由于主火嘴 的原油经过高温(60?以上)加压(0.5,0.8MPa)及雾 化后很容易被点燃,但是在实际使用过程中发现点 炉的过程并不这么简单.随着设备的老化以及天气 的影响,尤其在东北的冬天,外部环境过低,导致 火嘴系统的风和油的管线经常堵塞,该系统的电磁 阀也经常失灵,因此点炉过程变的非常艰难,往往 都要耗费大量的人力,物力.所以近儿年中石油的 各个管道公司不断引进国外先进的,高效的燃烧器 装置,比如本文中提到的威索燃烧器,先进的工艺 使得流经火嘴的原油温度更高(80?以上),压力也 收稿日期:2011.04.20 作者简介:5ei]~(1980.),吉林敦化人,助理:I程师,]要从事石油管道仪 表自动化的设计与施E-mail:Izb— s@126com.本文编校:焦丽 174辽宁工程技术大学(自然科学版)第30卷 更高(2.5,3.0MPa),因此雾化效果也更好,这样点 炉也变得容易起来,可以真正达到一键启炉的目 的,省时又省力,但是高温高压的因素也带来了高 风险,也就是说,只要出现报警因素,必须及时停 炉,以免造成更大的危害.因此,安全的控制这种 燃烧器也变的尤为重要.本文就为安全有效的控制 这种燃烧器提供了一种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 . 显示模拟量信号,同时又能将该信号远传至控制 室,便于远方监控.所选择的智能仪表同时还具有 报警输出功能.首先在智能仪表上设定一个报警 值,当输入的信号大于(或小于)设定值时,该智 能仪表的输出接点导通(或断开),只要将该接点 链入控制燃烧器的停炉电路中就可以实现停炉的 目的. 1系统的基本组成及功能2.2电路设计 整个系统由威索燃烧器,现场配电柜,PLC控 制器,上位机监控终端组成.现场配电柜安装在燃 烧器现场,主要是为燃烧器提供一些必要的电气元 件,威索燃烧器本身带有…个控制器,在条件满足 的情况下,自行控制点火及调节过程,当该控制器 检测到自身出现报警的时候,会自动停炉,但是在 自动化高度发展的今天,只有这样的过程是不够 的,操作人员需要对整个点火过程以及运行后现场 传感器检测到的参数进行监视及操控,在必要的情 况下需要进行人工的干预,因此,另外一个控制器 是必不可少. 目前常用的就是PLC控制系统,通过PLC的 控制器来控制威索火嘴自身的控制器,在东北管网 上我们选用的是美国A.B公司的SLC系列控制器. 威索控制器会检测到自身的一些报警,比如来 油压力低,回油压力高,热风压力低等等,然后自 动执行停炉的动作;而另外一些和燃烧器没有直接 关系的报警,比如热媒出炉温度,热媒流量,烟气 出炉温度,热媒罐液位等等,这些报警威索控制器 是无法检测到的,通常的做法是靠PLC来检测这些 报警,同时将所有的这些报警都在控制室的监控终 端上进行显示,然后再由PLC自动执行停炉的操 作.很显然这种控制方式是不能脱离PLC控制的. 但是在2009年东北管网某泵站热媒炉改造中,管 道分公司出于安全和方便维护的角度要求在脱离 PLC控制的情况下,仍然不影响热媒炉的运行.在 这种要求之下,我们最终设计出了满足该要求的控 制系统.也就是说,我们在利用PLC控制和脱离 PLC控制两种方式下都能使威索燃油器安全运行. 2硬件设计 2.1仪器仪表的选择 设计过程中,在现场的配电柜上增加智能仪 表,一方面用于检测燃烧器不能检测到的那些报 警,另一方面是显示现场的模拟量数据.在选择智 能仪表时,选用的是既能输入4-20mA信号,同时 又能输出同样信号的仪表,因为要保证既能在现场 为了区分运行人员的操作方式,我们又将现场 的电路设计成远程操作和现场操作的两种方式,这 一 设计是通过在现场配电柜上增加旋钮或按钮的 方式来实现的.也就是说,当我们将旋钮转到”现 场控制”时,在控制室内的监控终端上不能实现启 停炉,只能监视现场的参数,这时的启停炉操作是 由现场的运行人员通过按钮来完成的;同样道理当 我们将旋钮转到”远程控制”时,现场的操作将不再 起作用,启停炉操作只能由运行人员通过监控终端 的电脑来完成.在该系统中,报警停炉这部分,做 了一个双重保护的设计,它不但受PLC的自动控 制,而且也受现场的智能仪表的控制,也就是说, 无论是”现场控制”还是”远程控制”,只要出现报警, PLC和现场的智能仪表都能起作用.这一设计的目 的也是为了防止出现报警时,如果PLC或智能仪表 有一方失灵,那么另一个也可以及时停炉,防止出 现危险.启停炉及停炉保护的电路设计见图1. 1艏停炉及停炉保护的电路设计图 Fig.1circuitdesignforheaterstartingandstoppingandfor heaterstoppingprotection 在图1的电路中只要KA310导通,既可实现 启炉;只要其断开,即可实现停炉.S5是现场控制 /远程控制(或者称就地/远控)的转换旋钮,S6是 增刊刘治宝,等:威索燃烧器在热媒炉系统中的安全使用设计175 现场启停炉的选择开关.其中ZKA301常开接点是 在PLC发出启炉命令时导通,ZKA302常闭接点是 在PLC发出停炉命令时断开,KA316的常闭接点 在智能仪表检测到停炉报警时断开. 从这种设计不难看出,当PLC控制系统在维护 或检修时,只要将s5旋钮转到”现场控制”,那么 热媒炉仍然可以正常安全的运行,真正的达到了管 道公司的使用要求. 图2PLC控制设计图 Fig.2PLCcontroldesign 3软件设计 3.2PLO控制设计 PLC投用后,会自动判断当前的状态是”现场 控制”还是”远程控制”,并且将该状态显示在监 控终端上,只要监控终端显示的是”远程控制”, 那么就可以远程控制燃烧器进行启停炉了;如果监 控终端上显示的是”现场控制”,那么监控终端只 能监控现场的参数了,但是此时的PLC在检测到现 场的报警信号,仍然可以自动停炉,整个控制的流 程如图2. 4结论 本文的创新就在于,怎样使得热媒炉可以脱 离PLC的控制,而当脱离PLC的时候如何做到安 全的控制热媒炉的运行;当启用PLC的时候,又如 何将整个控制变得更加安全,有效.目前按照上述 方案的设计应用的热媒炉启停炉控制系统,运行平 稳,在充分发挥威索燃烧器的方便,快捷,准确等 优点的同时,又保证了该装置的可控性,安全性. 随着国民经济的高速发展,人们深刻认识到安 全对经济发展的重大影响,各行各业也不断的强调 以人为本, 安全生产 安全生产管理档案一煤矿调度员先进事迹安全生产副经理安全生产责任最近电力安全生产事故安全生产费用投入台账 的理念.威索燃烧器在热媒炉 应用中所带来的方便与快捷是不言而喻的,但我们 在追求高效与快捷的同时,也不得不考虑怎样更加 安全的对其控制,为此本文所提出的安全 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 对以后的石油管道的热媒炉系统改造具有很好的借 鉴和参考意义.在今后的实践中,我们还将进一步 深入研究,提出更多更好的设计理念和解决方案. 3.1设计原理参考文献: 软件设计主要是针对PLC和监控终端.在该系 统中PLC主要有两个作用,一是采集现场的所有的 参数(包括模拟量和状态量),并将其显示在监控终 端上;二是进行安全保护.当检测的参数超过报警值 时,PLC及时发出停炉命令;三是在”远程控制”的 方式下根据参数的设定值,对控制量进行PID调节. 这种热媒炉控制的主要参数是热媒出炉温度, 也就是经过加热炉加热后的热媒油的温度,威索燃烧 器燃料就是经过高温加压后的原油,PLC通过控制伺 服马达来调节流经火嘴的燃油量,进而调节热媒出炉 的温度.通过PLC控制的安全保护参数主要有三个, 分别是热媒出炉温度,热媒流量,烟气出炉温度. 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