CN100483273C - 油田加热炉自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种油田加热炉自动控制系统，它属于石油工业领域加热炉的自动控制系统，它包括加热炉出口温度的控制系统、燃料与空气燃烧配比控制系统、点火系统和火焰安全检测控制系统，其特征在于所述的加热炉出口温度的控制系统包括一个用于调节加热段温度的智能型模糊PID温度调节器和一个温度控制阀；燃料与空气燃料配比控制系统为二个智能比例控制器，和两个用于控制风门开度的电动执行器所组成的；所述的点火系统，由电子点火器，程序控制器和点火电磁阀所组成，实现自动点火系统。火焰安全检测控制系统包括紫外线火焰监控器和控制燃料用的电磁阀。木发明控制合理，有效的控制加热炉的出口温度；火焰和点火系统安全可靠，使用操作方便。
Description
技术领域：
本发明涉及一种油田加热炉自动控制系统，它属于石油工业领域的自动控制系统，特别是用于油田加热炉的自动控制系统。
背景技术：
油田加热炉无论是二合一炉还是外输炉，其共同的特点是加热炉的滞后时间长，经测试，其滞后时间最短为一小时，有的长达几小时；二是加热炉的负荷变化大，有时加热炉的负荷只有20％，有时达100％，甚至短时间内负荷120％；三是负荷变化频繁；四是干扰因素甚多。如燃料气压力不稳，时高时低，水流量不稳定，负荷不稳定等。都是干扰困素。对于这样的控制系统，用常规的控制器控制加热炉的出口温度是无法实现的。目前在控制系统中采用了红外线火焰监控器，不但它对火焰敏感，对炉膛辐射热也照样敏感，而油田加热炉炉膛内是用耐火砖隔热，在停炉半小时内，辐射热存在，火焰监控器仍然指示火焰正常，根本不能切断燃料气，燃料气继续进入炉膛，最终造成炉膛爆炸，这样的事故屡见不鲜。现有的点火系统由于采用的是交流电压打火，打火不安全，打火效果也不佳。空气与天然气配比控制直接关系到加热炉的热效率，空气过剩或太低，都会降低加热炉的热效率，极少数也按装配比控制系统，但由于控制方案不合理，其控制效果也较差。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种安全，高效，准确的油田加热炉出口温度自动控制系统。
本发明的目的是这样实现的：
一种油田加热炉自动控制系统，它包括加热炉出口温度的控制系统、燃料与空气燃烧配比控制系统、点火系统和火焰安全检测控制系统，其特征在于所述的加热炉出口温度的控制系统包括一个用于调节加热炉加热段温度的加热炉出口温度控制器和一个温度控制阀；所述的燃料与空气燃烧配比控制系统为一个比例控制器和控制火咀风门开度的涡街流量变送器和自动执行器；所述的比例控制器和涡街流量变送器以及自动执行器根据所测得的燃料气流量信号控制风门的开度，加热炉出口温度控制器调节则根据测量的燃料气流量信号与设定的温度进行温度的控制调节，再将信号返回给比例控制器和涡街流量变送器以及自动执行器调节控制风门的开度；所述的火焰安全检测控制系统包括火焰监控器和控制燃料的电磁阀；火焰监控器监测火焰且通过电磁阀控制切断燃料气。
所述的涡街流量变送器为两个，在所述的两个涡街流量变送器上分别连接有自动执行器。
所述的点火系统中的电子点火器为脉冲电子点火器。
所述的火焰安全检测控制系统中的火焰监控器为紫外线火焰检测器。
本发明控制合理，控制效果好，可以精确的控制风门的开度，从而有效的控制加热炉的出口温度；火焰和点火系统安全可靠，使用操作方便。
附图说明：
附图1为本发明的系统流程示意图
附图2为本发明的加热炉出口温度控制系统示意图
附图3为木发明的燃料与空气燃烧配比控制系统示意图
附图4为本发明的火焰控制系统示意图
附图5为本发明的自动点火控制系统示意图
具体实施方式：
下面以附图1、2、3、4、5为本发明的实施例，对本发明进行进一步说明如图1、2、3中所示：
所述的加热炉出口温度的控制系统包括一个用于调节加热段温度的智能型模糊PID温度调节器TIC和一个温度控制阀M以及现有的电热组T1；所述的智能型模糊PID温度调节器是一种智能模糊比例度、积分、微分控制器。P、I、D分别代表比例度、积分和微分。所述的燃料与空气燃烧配比控制系统为一个智能比例控制器和燃料流量变送器FT以及DZ01或DZ02电动执行器所组成的。在本实施例中，所述的流量变送器FT为两个，在所述的两个流量变送器FT1、FT2上分别连接有电动执行器DZQ1、DZQ2。加热炉的燃料与空气配比控制利用智能型比例调节器，控制风门的开度，只要在加热炉投用前，把加热炉负荷分别稳在30％、70％上，根据所测得的燃料气流量信号，分别调整风门的开度，使烟道气的氧含量分别维持在4％，调整好配比调节器的相关参数，然后将调节器投入运行。以后风门的开度将跟随燃料流量信号成比例变化，其烟道气中的氧含量始终维持在2％～5％之内，使加热炉的热效率处于最佳状态，并保证烟气中无一氧化碳污染空气。燃料气流量是由加热炉出口温度控制器调节的，是不固定的，而风门的开度是跟随燃料气流量变化。由于空气流量与风门的开度近似线形关系，只要精确控制风门的开度，就可精确实现燃料气流量与空气流量配比。所述的比例控制器FIC、流量变送器FT是现有技术，而电动执行器DZQ是本申请人的另一个再先公开的专利产品。
如附图1、4中所述：
火焰监控系统是保证加热炉安全运行的关键系统之一。油田的加热炉多数是双火咀、双炉膛，单烟囱。一旦由于负荷太低或太高，某一火咀灭火或脱火，或某火咀堵塞熄火，必须立刻切断燃料，以免熄火的火咀继续流入大量燃料混进烟道气中，发生爆炸。本发明中采用紫外线火焰监控器HJQ，监测火焰，与电磁阀DS1组成燃料监控系统，当两火咀都正常时，电磁阀DS1通，燃料进入火咀，火咀正常燃烧，一旦两个火咀中一个或两个灭火，电磁阀DS1切断燃料气，使加热炉灭火，保证无燃料进入炉膛，不会形成爆炸条件。采用紫外线火焰监控器，十分安全可靠。因为紫外线只对火焰敏感，对其他光，如阳光、灯光和辐射热不敏感，只要火焰一熄灭，立刻切断燃料气，停炉，所以，采用紫外线火焰监控器，十分安全可靠
如附图1、5中所示：
安全点火系统也是保证加热炉安全运行和方便操作系统之一，本发明中采用了脉冲电子自动点火器DF，利用脉冲电压打火，最高脉冲电压只有400伏，打火性能好，安全可靠，每次点火时，只要在加热炉前按一下火点按钮，就可自动点火。点火控制系统其他部分与现有技术相同。在该系统中还包括了点火电磁阀DM、点火控制箱DHP和风机GFJ。
如附图1中所示，01为系统的截止阀，02、03是点火系统中启动点火用的点火电磁阀DM；04为上截止阀，05为下游截止阀，在加热炉正常运转的情况下，上截止阀04，下截止阀05为开启状态，当自动控制系统出现故障的时候，上截止阀04，下截止阀05为关闭状态，副线控制阀06开启，实现手动控制。T1为电热组，TIA为报警器。SR-100为火咀。
Claims (4)
1、一种油田加热炉自动控制系统，它包括加热炉出口温度的控制系统、燃料与空气燃烧配比控制系统、点火系统和火焰安全检测控制系统，其特征在于所述的加热炉出口温度的控制系统包括一个用于调节加热炉加热段温度的加热炉出口温度控制器和一个温度控制阀(M)；所述的燃料与空气燃烧配比控制系统为一个比例控制器(FIC)和控制火咀风门开度的涡街流量变送器和自动执行器(DZQ1、DZQ)；所述的比例控制器和涡街流量变送器以及自动执行器根据所测得的燃料气流量信号控制风门的开度，加热炉出口温度控制器调节则根据测量的燃料气流量信号与设定的温度进行温度的控制调节，再将信号返回给比例控制器和涡街流量变送器以及自动执行器调节控制风门的开度；所述的火焰安全检测控制系统包括火焰监控器(HDQ)和控制燃料的电磁阀(DS1)；火焰监控器监测火焰且通过电磁阀(D S1)控制切断燃料气。
2、如权利要求1中所述的油田加热炉自动控制系统，其特征在于所述的涡街流量变送器(FT)为两个，在所述的两个涡街流量变送器(FT1、FT2)上分别连接有自动执行器(DZQ1、DZQ2)。
3、如权利要求1或2中所述的油田加热炉自动控制系统，其特征在于点火系统中的电子点火器(DF)为脉冲电子点火器。
4、如权利要求1中所述的油田加热炉自动控制系统，其特征在于火焰安全检测控制系统中的火焰监控器为紫外线火焰检测器(HDQ)。
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