管式炉自动点火控制方法

专利名称：管式炉自动点火控制方法
技术领域：
本发明涉及一种管式炉点火控制方法。
背景技术：
管式加热炉是一种火力加热设备，它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，加热在炉管中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，以供给介质在进行 分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量，保证生产正常进行。与其它加热方式相比， 管式加热炉的主要优点是加热温度高(可达1273K)，传热能力大和便于操作管理。
管式炉在石油化工厂具有举足轻重的作用，管式炉的能耗很高。管式炉的能量消耗在 生产装置中约占80 90%。它的投资一般占15%左右，高的可达30%。近年来，管式炉的发 展很快，已成为近代石化工业中必不可少的工艺设备之一。此外，由于加热炉在燃料燃烧 时的噪声和烟气排放也对环境污染造成相当严重的影响。这些因素都必须在加热炉设计时 加以考虑。
石油化工管式加热炉与其他行业的加热炉共同的地方，是有一个由耐火材料包围的燃 烧室，在其底部或侧面设有燃烧器，不同之处是在炉内布置的是传热管，因而也叫管式炉。 利用燃料燃烧产生的热量将流经管内的工艺介质加热到所需的温度。
管式炉的主要结构由燃烧器、辐射室、对流室和烟囱四部分组成，其技术特征是
(1) 被加热的物质是易燃、易爆的烃类物质，与一般的工业炉相比，它的危险性更大。
(2) 加热方式为直接受火式，燃烧的是气体或液体。任何泄漏都可能造成爆炸或火灾。
(3) 管式炉只烧气体或液体燃料，不烧固体燃料。
(4) 管式炉通常处在高温高压条件下运行，操作条件苛刻。 一般加热型的加热炉， 炉管的壁温在400 650'C。而加热反应型的加热炉，炉管壁温在850 100(TC。操作压力 范围较宽，低中压力在1 10MPa，而高压加氢加热炉高达18 20MPa。
(5) 长周期连续运转，不间断操作，操作周期二般在一年到3年，最长可达5年。 因而对加热炉的可靠性要求很高。
在管式炉中，被加热物质在管内流动，故仅限于加热气体和液体。而且，这些气体或液体通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅炉加热水和蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛 刻得多。另外，管式炉只烧气体或液体燃料，气体和液体燃料在使用不当时容易爆燃，国 内曾发生多起工业炉爆燃事故。 一直以来，自动点火并未在管式炉中得到广泛的应用，国 内外多采用人工火把点火。特别是在国内，由于近年管式炉得到广泛应用，很多管式炉没 有配套点火控制系统和燃烧控制系统。这使得管^炉的启动与运行存在严重的安全隐患， 并且效益低，造成能源浪费和环境污染。
目前，管式炉点火控制主要存在以下几个方面缺陷
(1) 由管式炉中被加热的介质(气体或液体)通常都是易燃易爆的烃类物质，同锅 炉加热水和蒸汽相比，危险性大，操作条件要苛刻得多。采用人工点火方式不安全。
(2) 部分已采用电子点火(或自动点火)管式炉，点火装置性能差，点火可靠性差。
(3) 管式炉燃烧器设计不合理，效率低。管式炉有它的特殊性，过去有很多管式炉 的燃烧器照搬其它锅炉的燃烧器，没有针对性的设计。
(4) 尽管自动控制技术的发展，PLC等控制自动化控制装置得到了广泛应用。但在 管式炉控制中仍缺少整体自动化设计，程序设计不合理，没有解决锅炉点火控制中的安全
隐患o

发明内容
本发明的目的是提供一种管式炉自动点火控制方法，该方法采用整体化设计，自动点 火的方式，具有火焰检测、炉膛安全保护、自诊断功能，可靠性高。 本发明通过以下技术方案实现
管式炉自动点火控制方法，该方法包括系统启动、点火启动、点火停止三个阶段，各 阶段应满足下述条件
(1) 系统启动合上开关，系统开始工作；
(2) 点火启动 '
① 在点火前，首先要进行吹扫，满足炉膛安全保护条件；若满足条件，则系统发出 点火允许指令，若不满足条件，继续进行吹扫，直至满足炉膛安全保护条件，然后发出点 火允许指令；
② 在点火前，还要检査煤气阀和点火阀是否关到位、煤气主管道压力是否正常，若 满足条件，则系统发出点火允许指令，若不满足条件，则系统拒绝启动；
③按下点火启动按钮，系统自动完成如下程序开点火器一开点火阀一开燃气阀一火检有火一关点火器、关点火阀
I——^火检无火一关点火阀和燃气阀、关点火器
(3)点火停止
① 点火过程按[停止]:—关点火阀和燃气阀、关点火器
② 燃烧状态按[停止]:—关点火阀和燃气阀
③ 停止状态按[停止]:—设备复位；若启动前发现设备不在初始状态，可以进行此操作。
在点火时具有火焰检测功能；当检测到炉膛有小火火焰后，通过开启主燃烧器的指令 点燃整个燃烧器，多个燃烧器的加热炉对火焰进行至少有一个火检有火的低限设定；如果 全部火焰检测器都无火，关闭整个炉膛所有燃料来源。
在点火时具有炉膛安全保护MFT功能；炉膛安全保护涉及所有一切涉及到炉膛安全运 行的条件，如火焰丧失、燃料压力高、燃烧压力低、燃料丧失、助燃风丧失、风机跳闸和 紧急停止等， 一旦有其中任一条件发生，将紧急关闭阀门切断燃料，记录炉膛安全保护MFT 首因信号并自动进行吹扫。
还具有自诊断功能；对各设备运行状态进行诊断记录，方便检修人员查出系统设备的 故障。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
1) 实现了远程自动点火，燃烧自动调节，燃烧安全管理，降低了工作人员劳动强度， 避免了操作人员在现场内的工作，避免了由于意外着火导致的人员伤害，保护了劳动人民 生命财产安全。
2) )对老式管式炉的改造非常有意义，有很好的节能减排效果，易于实现，投资少， 非常适合于老厂设备改造。
3) 系统可靠性高、自动化设计降低了运行成本，减少了停工停产^l率。


图1是管式炉自动点火控制的流程图。
具体实施例方式
根据点火燃烧控制要求，管式炉自动点火控制程序分为炉膛吹扫、自动点火、火焰 检测、炉膛安全保护MFT、自诊断。
(1)炉膛通风控制蒸汽吹扫功能这是保证燃料在泄漏情况下不会大量在炉膛内堆
5积，是避免爆燃的有效措施。
(2) 自动点火功能通过点火启动指令点火装置及其辅助阀门对点火气枪点火，此 种点火气枪的燃气流量较小，如果点不着在短时间内也不会造成爆燃的危险。
(3) 火焰检测功能当检测到炉膛有小火火焰后，通过幵启主燃烧器的指令点燃整 个燃烧器，多个燃烧器的加热炉对火焰进行至少有一个火检有火的低限设定；如果全部火 焰检测器都无火，关闭整个炉膛所有燃料来源。
(4) 炉膛安全保护MFT:炉膛安全保护MFT要考虑到所有一切涉及到炉膛安全运行的
条件，如火焰丧失、燃料压力高、燃烧压力低、燃料丧失、助燃风丧失、风机跳闸和紧急
停止等。 一旦其中有一条件发生，将紧急关闭阀门切断燃料，记录MFT首因信号并自动进
行吹扫。
(5) 自诊断功能对各设备运行状态进行诊断记录，方便检修人员査出系统设备的故障。
系统运行操作包括系统启动、点火启动和点火停止三个歩骤
(1) 系统启动
打开柜门，合上开关，PLC丌始工作，火检处理器电源指示灯亮。
(2) 点火启动
① 在点火前，运行人员需要确认锅炉是否具备点火条件。当送风机、引风机在运行 时，可进行吹扫，当吹扫达到一定时间后且系统无MFT时，系统发出点火允许指示；当 吹扫时遇到MFT，必须再次吹扫按钮，直至点火允许指示发出。
② 在点火启动前，煤气阀和点火阀是否关到位、煤气主管道压力是否正常，否则系 统拒绝启动。
吹扫完成指示灯亮，表明吹扫完成，否则系统拒绝启动。
③ 按下[启动]按钮，系统自动完成如下程序-
开点火器一丌点火阀一丌燃气阀一火检有火一关点火器、关点火阀
I——^火检无火一关点火阀和燃气阀、关点火器
(3) 点火停止 -
① 点火过程按[停止]:—关点火阀和燃气阔、关点火器
② 燃烧状态按[停止]:—关点火阀和燃气阀
③ —止状态按[停止]:—设备复位(若启动前发现设备不在初始状态，可以进行此 操作)。
权利要求
1、管式炉自动点火控制方法，该方法包括系统启动、点火启动、点火停止三个阶段，其特征在于各阶段应满足下述条件(1)系统启动合上开关，系统开始工作；(2)点火启动①在点火前，首先要进行吹扫，满足炉膛安全保护条件；若满足条件，则系统发出点火允许指令，若不满足条件，继续进行吹扫，直至满足炉膛安全保护条件，然后发出点火允许指令；②在点火前，还要检查煤气阀和点火阀是否关到位、煤气主管道压力是否正常，若满足条件，则系统发出点火允许指令，若不满足条件，则系统拒绝启动；③按下点火启动按钮，系统自动完成如下程序(3)点火停止①点火过程按[停止]→关点火阀和燃气阀、关点火器②燃烧状态按[停止]→关点火阀和燃气阀③停止状态按[停止]→设备复位；若启动前发现设备不在初始状态，可以进行此操作。
2、根据权利要求l所述的管式炉自动点火控制方法，其特征在于，在点火时具有火 焰检测功能；当检测到炉膛有小火火焰后，通过开启主燃烧器的指令点燃整个燃烧器，多 个燃烧器的加热炉对火焰进行至少有一个火检有火的低限设定；如果全部火焰检测器都无 火，关闭整个炉膛所有燃料来源。
3、 根据权利要求1所述的管式炉自动点火控制方法，其特征在于，在点火时具有炉 膛安全保护MFT功能；炉膛安全保护涉及所有一切涉及到炉膛安全运行的条件，如火焰丧 失、燃料压力高、燃烧压力低、燃料丧失、助燃风丧失、风机跳闸和紧急停止等， 一旦有 其中任一条件发生，将紧急关闭阓门切断燃料，记录炉膛安全保护MFT首因信号并自动进 行吹扫。
4、 根据权利要求1所述的管式炉自动点火控制方法，其特征在于，还具有自诊断功 能；对各设备运行状态进行诊断记录，方便检修人员査出系统设备的故障。
全文摘要
本发明涉及一种管式炉自动点火控制方法，该方法包括系统启动、点火启动、点火停止三个阶段，在点火前，首先要进行吹扫，满足炉膛安全保护条件；若满足条件，则系统发出点火允许指令，若不满足条件，继续进行吹扫，直至满足炉膛安全保护条件，然后发出点火允许指令；在点火前，还要检查煤气阀和点火阀是否关到位、煤气主管道压力是否正常，若满足条件，则系统发出点火允许指令，若不满足条件，则系统拒绝启动；在点火时具有火焰检测功能；该方法采用整体化设计，自动点火的方式，具有火焰检测、炉膛安全保护、自诊断功能，可靠性高。
文档编号F24H9/18GK101576313SQ20081001128
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者涛 于, 鸥 何, 何忠海, 单永丰, 煌 叶, 浩 周, 虹 孙, 超 张, 徐海平, 刚 李, 建 杜, 王常海, 波 许, 金家影 申请人:中冶焦耐自动化系统有限公司;中冶焦耐工程技术有限公司