CN105135684A - 电加热器出口温度控制方法及线路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电加热器出口温度控制方法，将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。还公开另一种电加热器出口温度控制方法，在前述控制方法基础上，一组子加热器通过调功器控制，实现精确控温。还公开了一种电加热器出口温度控制线路，它包括电加热器、设置在电加热器之上的导热油进口及导热油出口，所述电加热器包含多个容量不相等的子加热器，各子加热器连接有接触器受其控制通断。还公开了另一种电加热器出口温度控制线路，在前述控制线路基础上，一组子加热器通过调功器控制，实现精确控温。本发明提供的温度控制方案通过优化分组减少投资；结合调功器完成精确控温。
Description
技术领域
本发明属于电气仪表控制领域，具体电加热器出口温度控制方法及线路。
背景技术
炼厂的工艺过程中经常用到导热油电加热器，对工艺介质进行加热。为了保证加热器出口温度得到控制，加热器的控制往往采用以下二种方法：
方法之一：将加热器分成若干均等的容量，通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内，此种方法适用于控制要求不高的场所，控制简单，投资较低，见附图1。
方法之二：将加热器分成若干均等的容量，其中一组通过调功器进行控制,其余通过接触器进行投切使得温度控制在一个很小的范围内，此种方法适用于控制要求较高的场所，投资略高，见附图2。
以上二种方法存在一个共同的问题：加热器组数太多导致投资较高。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提出电加热器出口温度控制方法及线路。
本发明的技术方案
一种电加热器出口温度控制方法。将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。
优选的，根据电加热器整体功率的大小选取不同的子加热器分组；
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
一种电加热器出口温度控制方法。将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，最小一组子加热器通过调功器进行控制，其余通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。
优选的，根据电加热器整体功率的大小选取不同的子加热器分组：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
一种电加热器出口温度控制线路。它包括电加热器、设置在电加热器之上的导热油进口及导热油出口，所述电加热器包含多个容量不相等的子加热器，各子加热器连接有接触器受其控制通断；在导热油进口布置温度传感器一及流量传感器，在电加热器内部设置有温度传感器二，在导热油出口布置温度传感器三，所述温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三及流量传感器通过电缆连接装置DCS；装置DCS通过电气控制柜控制子电加热器的接触器通断，子电热器的工作状态和故障信号通过电气控制柜返回至装置DCS显示。
优选的，子加热器的容量分组根据电加热器整体功率的大小设置：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
一种电加热器出口温度控制线路。它包括电加热器、设置在电加热器之上的导热油进口及导热油出口，所述电加热器包含多个容量不相等的子加热器，其中最小一组子加热器连接调功器受其控制功率，其余各子加热器连接有接触器受其控制通断；在导热油进口布置温度传感器一及流量传感器，在电加热器内部设置有温度传感器二，在导热油出口布置温度传感器三，所述温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三及流量传感器通过电缆连接装置DCS；装置DCS通过电气控制柜控制调功器的输出以及子电加热器的接触器通断，子电热器的工作状态和故障信号以及调功器的输出信号通过电气控制柜返回至装置DCS显示。
优选的，子加热器的容量分组根据电加热器整体功率的大小设置：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
本发明的有益效果
本发明提供的温度控制方案通过优化分组(以极少的分组控制取代现有技术中通过大量分组进行控制)，减少投资；结合调功器，完成精确控温。
附图说明
图1为背景技术中加热器控制方法之一，功率调节为1/16阶梯控制。
图2为背景技术中加热器控制方法之二，功率调节为0～1/16连续控制。
图3为本申请中电加热器出口温度控制接线原理图之一，功率调节为1/16阶梯控制。
图4为本申请中电加热器出口温度控制接线原理图之二，功率调节为0～1/16连续控制。
图5为本申请中电加热器出口温度控制结构原理图之一。
图6为本申请中电加热器出口温度控制结构原理图之二。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1：一种电加热器出口温度控制方法，将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。
实施例2：如实施例1所述的一种电加热器出口温度控制方法，根据电加热器整体功率的大小选取不同的子加热器分组；
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
以电加热器功率为1600kW为例，分组比例为1:1:2:4:8，其子加热器功率投切表如下：
表1:功率阶梯控制的1600kW电加热器的功率投切表
通过以上分组，可以得到不同组合的功率，功率调节为1/16阶梯控制。
实施例3：一种电加热器出口温度控制方法，将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，最小一组子加热器通过调功器进行控制，其余通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。
实施例4：如实施例3所述的一种电加热器出口温度控制方法，根据电加热器整体功率的大小选取不同的子加热器分组：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
以电加热器功率为1600kW为例，分组比例为1:1:2:4:8，仅将第一组通过调功器进行控制，其子加热器功率投切表如下：
表2:功率连续控制的1600kW电加热器的功率投切表
通过以上分组，可以得到不同组合的功率，功率调节为0～1/16连续控制。
实施例5：一种电加热器出口温度控制线路。以1600kW电加热器功率为例，共有五个子加热器分组，分组比为：1:1:2:4:8。其控制线路结构为：
首先，测量加热器进口导热油流量的流量传感器FT01(涡街流量计)输出的4～20mA流量信号，通过1根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅FIB01，经模拟量输入卡件AIMFT01后进入显示单元FI01，用于装置DCS显示；测量加热器进口导热油温度的温度传感器TT01(温度变送器)输出的4～20mA温度信号，通过1根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅TIB01，经模拟量输入卡件AIMTT01后进入显示单元TI01，用于装置DCS显示；测量加热器内部温度的三个温度传感器TT02A/B/C(温度变送器)输出的4～20mA温度信号，分别通过3根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅TIB02A/B/C，经模拟量输入卡件AIMTT02A/B/C后进入显示报警单元TIA02A/B/C，用于装置DCS显示和报警；测量加热器出口温度的温度传感器TT03(温度变送器)输出的4～20mA温度信号，通过1根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅TIB03，经模拟量输入卡件AIMTT03后进入显示报警单元TIA03，用于装置DCS显示和报警。
其次，由装置DCS输出5个DO信号，经继电器后通过1根6x2x1.5多芯电缆(1组备用)送至MCC的电气控制柜，分别用于控制第1组至第5组的接触器通断。
最后，电气控制柜中第1组至第5组的工作状态(5个DI信号)和故障信号(5个DI信号)通过1根12x2x1.5多芯电缆(2组备用)送至控制室，经继电器后进入开关量输入卡件，用于装置DCS显示。
软件设置为：
正常生产情况时，根据导热油的流量、导热油的进出口温度、导热油的比热、加热器的热效率等，在装置DCS上通过公式计算出电加热器所需功率，然后根据表1(功率阶梯控制的1600kW电加热器的功率投切表)自动控制加热器第1组至第5组的接触器通断，从而达到控制加热器的出口温度的目的。
非正常生产情况时，TIA02A/B/C或TIA03温度高高，装置DCS自动联锁断开加热器第1组至第5组的接触器，使加热器停止工作。
此方案实施后，在实际生产中取得了较好的效果，在装置DCS上自动实现电加热器的出口温度的控制，同时又减少了投资。
实施例6：一种电加热器出口温度控制线路。以1600kW电加热器功率为例，共有五个子加热器分组，分组比为：1:1:2:4:8。其控制线路结构为：
首先，测量加热器进口导热油流量的流量传感器FT01(涡街流量计)输出的4～20mA流量信号，通过1根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅FIB01，经模拟量输入卡件AIMFT01后进入显示单元FI01，用于装置DCS显示；测量加热器进口导热油温度的温度传感器TT01(温度变送器)输出的4～20mA温度信号，通过1根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅TIB01，经模拟量输入卡件AIMTT01后进入显示单元TI01，用于装置DCS显示；测量加热器内部温度的三个温度传感器TT02A/B/C(温度变送器)输出的4～20mA温度信号，分别通过3根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅TIB02A/B/C，经模拟量输入卡件AIMTT02A/B/C后进入显示报警单元TIA02A/B/C，用于装置DCS显示和报警；测量加热器出口温度的温度传感器TT03(温度变送器)输出的4～20mA温度信号，通过1根1x2x1.5电缆送至控制室内的模拟量输入安全栅TIB03，经模拟量输入卡件AIMTT03后进入显示控制报警单元TICA03，用于装置DCS显示、控制和报警，完成单回路调节后通过模拟量输出卡件AOMTC03，再通过1根1x2x1.5电缆把4～20mA控制信号送至MCC的电气控制柜，调节第1组调功器的输出。
其次，由装置DCS输出4个DO信号，经继电器后通过1根6x2x1.5多芯电缆(2组备用)送至MCC的电气控制柜，分别用于控制第2组至第5组的接触器通断。
最后，电气控制柜中第2组至第5组的工作状态(4个DI信号)和第1组至第5组的故障信号(5个DI信号)通过1根12x2x1.5多芯电缆(3组备用)送至控制室，经继电器后进入开关量输入卡件，用于装置DCS显示；电气控制柜中第1组的调功器输出返回(1个AI信号)通过1根1x2x1.5电缆把4～20mA信号送至控制室内，进入模拟量输入卡件，用于装置DCS显示。
软件设置为：
正常生产情况时，根据导热油的流量、导热油的进出口温度、导热油的比热、加热器的热效率等，在DCS上通过公式计算出电加热器所需功率，然后根据表2(功率连续控制的1600kW电加热器的功率投切表)自动控制加热器第2组至第5组的接触器通断；加热器第2组至第5组的接触器通断确定后，调整控制单元TC03的PID调节参数，然后把温度控制回路投入自动运行，使调功器的输出自动跟踪出口温度的变化，从而达到精确控制加热器的出口温度的目的。
非正常生产情况时，TIA02A/B/C或TIA03温度高高，DCS自动联锁断开加热器第2组至第5组的接触器，同时置控制单元TC03的输出为4毫安，使调功器的输出为零，加热器停止工作。
此方案实施后，在实际生产中取得了较好的效果，在装置DCS上自动实现电加热器的出口温度的控制，精度更高，同时又减少了投资。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种电加热器出口温度控制方法，其特征在于将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。
2.根据权利要求1所述的一种电加热器出口温度控制方法，其特征在于根据电加热器整体功率的大小选取不同的子加热器分组：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
3.一种电加热器出口温度控制方法，其特征在于将电加热器分成若干不相等容量的子加热器，最小一组子加热器通过调功器进行控制，其余通过接触器进行投切，使得温度控制在一定的范围内。
4.根据权利要求3所述的一种电加热器出口温度控制方法，其特征在于根据电加热器整体功率的大小选取不同的子加热器分组：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
5.一种电加热器出口温度控制线路，其特征在于它包括电加热器、设置在电加热器之上的导热油进口及导热油出口，所述电加热器包含多个容量不相等的子加热器，各子加热器连接有接触器受其控制通断；在导热油进口布置温度传感器一及流量传感器，在电加热器内部设置有温度传感器二，在导热油出口布置温度传感器三，所述温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三及流量传感器通过电缆连接装置DCS；装置DCS通过电气控制柜控制子电加热器的接触器通断，子电热器的工作状态和故障信号通过电气控制柜返回至装置DCS显示。
6.根据权利要求5所述的一种电加热器出口温度控制线路，其特征在于子加热器的容量分组根据电加热器整体功率的大小设置：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
7.一种电加热器出口温度控制线路，其特征在于它包括电加热器、设置在电加热器之上的导热油进口及导热油出口，所述电加热器包含多个容量不相等的子加热器，其中最小一组子加热器连接调功器受其控制功率，其余各子加热器连接有接触器受其控制通断；在导热油进口布置温度传感器一及流量传感器，在电加热器内部设置有温度传感器二，在导热油出口布置温度传感器三，所述温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三及流量传感器通过电缆连接装置DCS；装置DCS通过电气控制柜控制调功器的输出以及子电加热器的接触器通断，子电热器的工作状态和故障信号以及调功器的输出信号通过电气控制柜返回至装置DCS显示。
8.根据权利要求7所述的一种电加热器出口温度控制线路，其特征在于子加热器的容量分组根据电加热器整体功率的大小设置：
电加热器功率为200kW～400kW，子加热器功率分组比为1:1:2，最小组功率为总功率除以4；
电加热器功率为400kW～800kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4，最小组功率为总功率除以8；
电加热器功率为800kW～1600kW，子加热器功率分组比为1:1:2:4:8，最小组功率为总功率除以16。
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