CN104991590A - 大型沸腾氯化炉温度自动控制系统 - Google Patents

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朱永东
杨国强
郭彬
解为清
孙洪涛
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Abstract

本发明公开了一种大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，由5层温度检测系统构成，每层温度检测系统有包括3～6温度检测元件，温度检测元件分别接入控制单元，氯化炉顶部设置有一支接入控制单元的温度检测元件。本发明提供的大型沸腾氯化炉温度自动控制技术，解决了现有氯化炉温度测点设置不合理带来的氯化炉在开车和运行期间无法判断其炉内物料流化、反应和衬砖磨损情况，导致氯化炉操经常出现死炉，甚至出现氯化炉衬砖磨损严重而烧穿现象，造成环境污染及生产成本的提高等一系列缺点，同时实现了大型氯化炉物料反应情况判断、氯化炉物料流化均匀判断、氯化炉衬砖磨损判断程序，还实现了大型氯化炉长期连续生产和优化控制。

Description

大型沸腾氯化炉温度自动控制系统
技术领域
本发明涉及大型沸腾氯化炉领域，具体是一种大型沸腾氯化炉温度自动控制系统。
背景技术
在大型沸腾氯化炉其内部温度检测是非常重要的，其内部温度能反映氯化炉内物料的流化及反应是否良好，判断出氯化炉内衬砖磨损情况。在现有的大型沸腾氯化炉温度检测系统设置不够充分，有的氯化炉只在其外表面和顶部各设置一个测温点，有的只在其外表设置两层温度检测点（每层各有一个点）和顶部一个温度测点。由于现有的氯化炉温度测点设置不合理，导致如下诸多不利因素：
1、无法判断氯化炉内物料反应是否完全。若反应不完全，会使未反应氯气排至大气中，造成空气污染，同时造成未完全反应的原料排至废渣中，造成原料浪费，生产成本提高。
2、无法判断氯化炉内衬砖磨损情况。若氯化炉衬砖磨损过大，易造成氯化炉外壳破损，使氯化炉内高温物料外泄，易造成设备损伤和环境污染，严重时可能造成人员伤亡。
3、无法判断氯化炉内物料是否处于流化状态。若氯化炉内物料没有流化，氯化炉内可能会形成沟流，导致氯化炉物料局部反应，造成局部过热，严重时会导致氯化炉烧结或死床，甚至会烧穿氯化炉衬砖和外壳。
由于这些温度测点设置不合理，氯化炉在开车和运行期间无法判断其炉内物料流化和反应情况，导致氯化炉操作非常困难，经常出现死炉，给整个氯化工艺生产带来很大的难题，同时还会造成环境污染及生产成本的提高。
发明内容    本发明的目的是提供一种大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，以解决现有技术温度测点设置不合理或不完整带来的氯化炉不易操作、易停车和环境污染等一些列问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：包括五层温度检测系统及控制单元，五层温度检测系统为一层氯化炉表面温度检测系统、两层氯化炉砖层温度检测系统、两层氯化炉炉膛反应段温度检测系统，每层温度检测系统均由多个温度检测元件构成，且每层温度检测系统中各个温度检测元件分别接入控制单元，其中氯化炉表面温度检测系统中多个温度检测元件安装在氯化炉外表面，每层氯化炉砖层温度检测系统中多个温度检测元件分别安装在氯化炉不同衬砖砖层内，每层氯化炉炉膛反应段温度检测系统中多个温度检测元件分别穿透氯化炉砖层插入氯化炉内部不同高度处。
所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：所述氯化炉表面温度检测系统的温度检测元件为表面耐腐蚀热电偶，氯化炉砖层温度检测系统的温度检测元件为耐腐蚀、耐高温热电偶，氯化炉炉膛温度检测系统的温度检测元件为耐腐蚀、耐高温、耐磨损热电偶。
所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：还包括有插入氯化炉内顶部的氯化炉顶部温度检测元件，氯化炉顶部温度检测元件为耐高温、耐腐蚀热电偶。
所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：所述控制单元由DCS控制系统构成，或者由PLC构成。
所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：所述控制单元中设置有氯化炉物料反应情况判断程序、氯化炉物料流化均匀判断程序、氯化炉衬砖磨损判断程序。
本发明采用了一套温度自动控制技术与氯化炉进气系统和氯化炉进料系统组合来控制氯化炉床层温度、氯化炉物料反应，克服了原有氯化炉床料易死床、炉料反应不完全及不易判断砖层磨损的缺点，同时增加了氯化炉操作的灵活性，减少现场工人的劳动强度、环境污染，降低了工厂生产成本和氯化炉工艺操作不稳定性，实现了氯化炉温度自动控制和延长了氯化炉工作时间，提高了工厂生产效益。
附图说明
图1为本发明结构原理正视图。
图2为本发明结构原理俯视图。
具体实施方式
如图1所示，大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，包括五层温度检测系统及控制单元7，五层温度检测系统为一层氯化炉表面温度检测系统5，两层氯化炉砖层温度检测系统1、2，两层氯化炉炉膛反应段温度检测系统3、4，每层温度检测系统均由多个温度检测元件构成，且每层温度检测系统中各个温度检测元件分别接入控制单元7，其中氯化炉表面温度检测系统5中多个温度检测元件安装在氯化炉外表面，每层氯化炉砖层温度检测系统1、2中多个温度检测元件分别安装在氯化炉不同衬砖砖层内，每层氯化炉炉膛反应段温度检测系统3、4中多个温度检测元件分别穿透氯化炉砖层插入氯化炉内部不同高度处。
氯化炉表面温度检测系统5的温度检测元件为表面耐腐蚀热电偶，氯化炉砖层温度检测系统1、2的温度检测元件为耐腐蚀、耐高温热电偶，氯化炉炉膛温度检测系统的温度检测元件3、4为耐腐蚀、耐高温、耐磨损热电偶。
还包括有插入氯化炉内顶部的氯化炉顶部温度检测元件6，氯化炉顶部温度检测元件6为耐高温、耐腐蚀热电偶。
控制单元7由DCS控制系统构成，或者由PLC构成。
控制单元7中设置有氯化炉物料反应情况判断程序、氯化炉物料流化均匀判断程序、氯化炉衬砖磨损判断程序。
本发明由5层温度检测系统（其中氯化炉表面温度检测系统5有一层，每层装有3～6支耐腐蚀表面热电偶；氯化炉砖层温度检测系统1、2有二层，每层装有3～6支耐腐蚀、耐高温热电偶；氯化炉炉膛反应段温度检测系统3、4有二层，每层装有3～6支耐腐蚀、耐高温、耐磨损热电偶；所有这些温度检测元件均由同一个控制单元控制）和氯化炉顶部设置一支温度检测元件6（耐腐蚀、耐高温热电偶）等组成，代号1～6设备信号均进入控制单元7。
控制单元7由装置中的DCS 或PLC构成。
上述温度检测元件热电偶信号送入控制单元，然后通过对控制单元的软件编程，由控制单元的运算和经验来判断氯化炉物料反应情况、氯化炉物料流化均匀和氯化衬砖磨损等功能。
1、氯化炉物料反应情况判断程序对氯化炉物料反应情况判断：
氯化炉正常工作时，同层反应段温度（由温度检测元件3、4检测得到的）应基本上是一致的，各测点之间的最大误差不应超过20℃（可根据不同的工况进行调整），氯化炉顶部温度（由温度检测元件6检测得到的）变化不大，也基本稳定，上下层（3、4）同侧之间的温差应在40℃（可根据不同的工况进行调整）以下。当下层各测点3之间温差超过80℃（可根据不同的工况进行调整），同时上层各测点4之间温差也超过80℃（可根据不同的工况进行调整），反之亦然，上下层最高温度（超过正常操作温度）或最低温度（低于正常操作温度）测点出现在氯化炉相同侧，且氯化炉顶部温度（由温度检测元件6检测得到的）变化也比较大时，当同时出现上述这些情况，则说明氯化炉内部物料气固分布不均匀，氯化炉内部局部反应不完全或反应过量，操作人员在控制单元(DCS/PLC)上进行自动或手动来减少或增加氯化炉同侧（出现异常温度侧）进气量（氯气或空气），直到温度稳定。
温度测量元件故障检测：当某测点温度出现过低或反应缓慢或无信号时，同层其它测点温度正常，而另一层同侧测点温度也正常，则说明此测点温度检测元件出现故障，提醒维护人员需要维修或更换此测点温度检测元件。
2、氯化炉物料流化均匀判断程序对氯化炉物料流化均匀判断：
氯化炉正常工作时，同层流化段温度（由温度检测元件1、2检测得到的）应基本上是一致的，各测点之间的最大误差不应超过40℃（可根据不同的工况进行调整）；上下层（1、2）同侧之间的温差应在80℃（可根据不同的工况进行调整）以下。当下层各测点1之间温差超过100℃（可根据不同的工况进行调整），同时上层各测点2之间温差也超过100℃（可根据不同的工况进行调整），且上下层最高温度（超过正常操作温度）或最低温度（低于正常操作温度）测点出现在氯化炉相同侧时，说明氯化炉内部物料气固流化不正常，严重时可能出现流化床物料结块。在这种情况下，操作人员在控制单元(DCS/PLC)上进行自动或手动来减少或增加氯化炉同侧（出现异常温度侧）流化气（空气、氮气）进气量，进行流化床的吹扫或流化，直到温度稳定。
温度测量元件故障检测：当某测点温度出现过低或反应缓慢或无信号时，同层其它测点温度正常，而另一层同侧测点温度也正常，则说明此测点温度检测元件出现故障，提醒维护人员需要维修或更换此测点温度检测元件。
3、氯化炉衬砖磨损判断程序对氯化衬砖磨损判断：
氯化炉衬砖正常时，同层流化段温度（由温度检测元件1、2检测得到的）应基本上是一致的，各测点之间的最大误差不应超过40℃（可根据不同的工况进行调整）；上下层（1、2）同侧之间的温差应在80℃（可根据不同的工况进行调整）以下。当某个测点温度出现偏高且连续数天均在上升，另一层同侧测点温度（若出现问题测点在1，另一层测点则在2）也有上升趋势，而反应段温度正常，则此测点侧氯化炉衬砖有磨损严重迹象，操作人员可通过调整此侧的流化速度来减缓氯化炉衬砖磨损。氯化炉衬砖磨损越严重，温度测点显示温度越高，当衬砖磨损到一定程度时，温度测量元件也会损坏，温度测点将不显示此处的温度值。并且还可以通过氯化炉表面温度测量值（温度测量元件5）来判断氯化炉衬砖磨损程度，当某个温度测点温度上升较高时（约10℃），提醒操作人员氯化炉衬砖磨损比较严重，需要停炉检修或更换。

Claims (5)

1.大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：包括五层温度检测系统及控制单元，五层温度检测系统为一层氯化炉表面温度检测系统、两层氯化炉砖层温度检测系统、两层氯化炉炉膛反应段温度检测系统，每层温度检测系统均由多个温度检测元件构成，且每层温度检测系统中各个温度检测元件分别接入控制单元，其中氯化炉表面温度检测系统中多个温度检测元件安装在氯化炉外表面，每层氯化炉砖层温度检测系统中多个温度检测元件分别安装在氯化炉不同衬砖砖层内，每层氯化炉炉膛反应段温度检测系统中多个温度检测元件分别穿透氯化炉砖层插入氯化炉内部不同高度处。
2.根据权利要求1所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：所述氯化炉表面温度检测系统的温度检测元件为表面耐腐蚀热电偶，氯化炉砖层温度检测系统的温度检测元件为耐腐蚀、耐高温热电偶，氯化炉炉膛温度检测系统的温度检测元件为耐腐蚀、耐高温、耐磨损热电偶。
3.根据权利要求1所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：还包括有插入氯化炉内顶部的氯化炉顶部温度检测元件，氯化炉顶部温度检测元件为耐高温、耐腐蚀热电偶。
4.根据权利要求1所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：所述控制单元由DCS控制系统构成，或者由PLC构成。
5.根据权利要求1所述的大型沸腾氯化炉温度自动控制系统，其特征在于：所述控制单元中设置有氯化炉物料反应情况判断程序、氯化炉物料流化均匀判断程序、氯化炉衬砖磨损判断程序。
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