实用新型内容
为了解决现有技术的问题,本实用新型提供了一种常减压炉的温度控制设备,所述常减压炉的温度控制设备包括:负荷控制设备、协调控制系统、多个流量控制器、多个流量调节阀、支路温度均衡控制设备、燃料流量控制器、燃料流量调节阀和出口温度控制设备,所述流量控制器的个数、所述流量调节阀的个数和支路炉管的个数相等;
所述负荷控制设备的输入端与多个支路炉管的进料通道分别连接,所述负荷控制设备的输出端与所述协调控制系统的输入端连接,所述协调控制系统的输出端与所述多个流量控制器的输入端分别连接,所述多个流量控制器的输出端与其所在支路炉管上的流量调节阀连接,所述多个流量调节阀分别安装在其所在支路炉管的进料通道上,所述多个流量控制器的输入端还与其所在的支路炉管连接,所述支路温度均衡控制设备的输入端与多个支路炉管的出口分别连接,所述支路温度均衡控制设备的输出端与所述协调控制系统的输入端连接,所述出口温度控制设备的输入端与所述多个支路炉管的总出口连接,所述出口温度控制设备的输出端与所述燃料流量控制器的输入端连接,所述燃料流量控制器的输入端还与所述燃料通道连接,所述燃料流量控制器的输出端与所述燃料流量调节阀连接。
其中,所述负荷控制设备包括:多个进料流量计和负荷存储器,所述进料流量计的个数与所述支路炉管的个数相等;
所述多个进料流量计分别与所述多个支路炉管的进料通道连接,使一个进料流量计对应一个支路炉管,所述多个进料流量计分别与所述负荷存储器电连接;
所述多个进料流量计用于测量其所连接的支路炉管进料通道中的进料流量,并将测量的进料流量发送给所述负荷存储器。
其中,所述协调控制系统包括:采集器、存储器、过滤器、安全温度协调控制器和数据输出口;
所述采集器与所述存储器电连接,所述存储器与所述过滤器电连接,所述过滤器与所述安全温度协调控制器电连接,所述安全温度协调控制器与所述数据输出口电连接;
所述采集器用于采集所述负荷控制设备和所述支路温度均衡控制设备中存储的数据信息,并将采集的数据信息发送给所述存储器,所述存储器用于将所述数据信息进行存储,并将所述数据信息发送给所述过滤器,所述过滤器用于对所述数据信息进行过滤,并将过滤后的数据信息发送给所述安全温度协调控制器,所述安全温度协调控制器用于根据所述过滤后的数据信息设置所述多个支路炉管的进料流量的设定值,并将所述多个支路炉管的进料流量的设定值发送给所述数据输出口。
进一步地,所述协调控制系统还包括:显示模块;
所述显示模块与所述数据输出口电连接;
所述显示模块用于接收所述数据输出口输出的所述多个支路炉管的进料流量的设定值,并将所述多个支路炉管的进料流量的设定值进行显示。
优选地,所述显示模块为触屏显示器。
其中,所述支路温度均衡控制设备包括:多个支路温度传感器和支路温度存储器,所述支路温度传感器的个数与所述支路炉管的个数相等;
所述多个支路温度传感器分别与所述多个支路炉管连接,使一个支路温度传感器对应一个支路炉管,所述多个支路温度传感器分别与所述支路温度存储器连接;
所述多个支路温度传感器用于测量其所连接的支路炉管出口处的出口温度,并将测量的出口温度发送给所述支路温度存储器。
其中,所述出口温度控制设备包括:出口温度传感器、出口温度存储器和处理器;
所述出口温度传感器与各个支路炉管的总出口连接,所述出口温度传感器与所述出口温度存储器电连接,所述出口温度存储器与所述处理器电连接;
所述出口温度传感器用于测量所述各个支路炉管的总出口处的总出口温度,并将测量的总出口温度发送给所述出口温度存储器,所述出口温度存储器将所述总出口温度和自身存储的预设出口温度发送给所述处理器。
进一步地,所述设备还包括:安全监督设备;
所述安全监督设备与所述多个流量控制器分别连接;
所述多个流量控制器将与其所连接的流量调节阀的开度发送给所述安全监督设备。
在本实用新型实施例中,在实现支路温度均衡控制的同时,自动调整各个支路炉管的进料量,使进料总量缓慢趋向不变。本实用新型实施例提供的方案还进一步考虑了当工艺要求改变负荷的情况,设计了负荷控制设备,使之能够自动逐渐完成负荷的调整,减少操作人员的工作量和对常减压炉的扰动,保证常减压炉的平稳操作,进一步保证了常减压炉的平稳运行,延长其运行时间,降低炉管结焦的可能性,从而提高常减压炉的效率。支路温度均衡控制方案充分考虑了系统稳定的要求,以及存在的滞后性,支路温度均衡控制的方案中逐步调节支路的进料流量,巧妙消除彼此间的耦合作用,在保证负荷调节量与负荷调节时间的前提下,确保系统的稳定。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
参见图2,本实用新型实施例提供了一种常减压炉的温度控制设备,该常减压炉的温度控制设备包括:负荷控制设备1、协调控制系统2、多个流量控制器3、多个流量调节阀4、支路温度均衡控制设备5、燃料流量控制器6、燃料流量调节阀7和出口温度控制设备8,流量控制器3的个数、流量调节阀4的个数和支路炉管的个数相等;
负荷控制设备1的输入端与多个支路炉管的进料通道分别连接,负荷控制设备1的输出端与协调控制系统2的输入端连接,协调控制系统2的输出端与多个流量控制器3的输入端分别连接,多个流量控制器3的输出端与其所在支路炉管上的流量调节阀4连接,多个流量调节阀4分别安装在其所在支路炉管的进料通道上,多个流量控制器3的输入端还与其所在的支路炉管连接,支路温度均衡控制设备5的输入端与多个支路炉管的出口分别连接,支路温度均衡控制设备5的输出端与协调控制系统2的输入端连接,出口温度控制设备8的输入端与多个支路炉管的总出口连接,出口温度控制设备8的输出端与燃料流量控制器6的输入端连接,燃料流量控制器6的输入端还与燃料通道连接,燃料流量控制器6的输出端与燃料流量调节阀7连接。
其中,在进料负荷不变的情况下,支路温度均衡控制设备5获取各个支路炉管的出口温度,并将各个支路炉管的出口温度发送给协调控制系统2;负荷控制设备1获取各个支路炉管进料通道的进料流量,并将各个支路炉管的进料流量发送给协调控制系统2;协调控制系统2根据各个支路炉管的出口温度和各个支路炉管的进料流量,调整各个支路炉管的进料流量,从而控制各个支路炉管的出口温度均衡。
其中,出口温度控制设备8获取各个支路炉管的总出口温度,根据各个支路炉管的总出口温度,设定燃料流量控制器6的燃料流量设定值,出口温度控制设备8将燃料流量设定值发送给燃料流量控制器6,燃料流量控制器6根据燃料流量设定值控制燃料调节阀7的开度,以使各个支路炉管的总出口温度逐渐等于预设出口温度。
其中,协调控制系统2根据各个支路炉管的出口温度和各个支路炉管的进料流量,调整各个支路炉管的进料流量,从而控制各个支路炉管的出口温度均衡的具体步骤可以分为如下(1)-(7)的步骤,包括:
(1)、根据各个支路炉管的出口温度,计算支路炉管的平均温度;
具体地,将各个支路炉管的出口温度相加,并将相加得到的数值除以支路炉管的个数,得到支路炉管的平均温度。
(2)、从各个支路炉管的出口温度中,选择出口温度最大的第一支路炉管,以及选择出口温度最小的第二支路炉管;
(3)、根据第一支路炉管的出口温度、第一支路炉管的进料流量和支路炉管的平均温度,计算第一支路炉管的流量调节值;
具体地,根据第一支路炉管的出口温度、第一支路炉管的进料流量和支路炉管的平均温度,按照如下公式(1)计算第一支路炉管的流量调节值;
若△sp>0.05FT1,则取△sp=0.05FT1 (1)
其中,在上述公式(1)中,△sp为第一支路炉管的流量调节值,FT1为第一支路炉管的进料流量,T1为第一支路炉管的出口温度,T0为支路炉管的平均温度。
(4)、根据第一支路炉管的流量调节值和第一支路炉管的进料流量,计算第一支路炉管的进料流量的设定值,以及根据第一支路炉管的流量调节值和第二支路炉管的进料流量,计算第二支路炉管的进料流量的设定值;
具体地,将第一支路炉管的进料流量增加第一支路炉管的流量调节值,得到第一支路炉管的进料流量的设定值,以及将第二支路炉管的进料流量减小第一支路炉管的流量调节值,得到第二支路炉管的进料流量的设定值。
其中,如果支路炉管的进料流量增加,则该支路炉管的出口温度逐步降低,如果支路炉管的进料流量减小,则该支路炉管的出口温度逐步增大。
(5)、协调控制系统2将第一支路炉管的进料流量的设定值发送给第一支路炉管上的流量控制器3,使第一支路炉管上的流量控制器3根据第一支路炉管的进料流量的设定值,控制第一支路炉管上的进料流量,从而控制第一支路炉管的出口温度;
具体地,协调控制系统2将第一支路炉管的进料流量的设定值发送给第一支路炉管上的流量控制器3;第一支路炉管上的流量控制器3根据第一支路炉管的进料流量的设定值和第一支路炉管中的进料流量,控制第一支路炉管上的流量调节阀4的开度,进而控制第一支路炉管上的进料流量,进而控制第一支路炉管的出口温度。
(6)、协调控制系统2将第二支路炉管的进料流量的设定值发送给第二支路炉管上的流量控制器3,使第二支路炉管上的流量控制器3根据第二支路炉管的进料流量的设定值,控制第二支路炉管上的进料流量,从而控制第二支路炉管的出口温度;
具体地,协调控制系统2将第二支路炉管的进料流量的设定值发送给第二支路炉管上的流量控制器3;第二支路炉管上的流量控制器3根据第二支路炉管的进料流量的设定值和第二支路炉管中的进料流量,控制第二支路炉管上的流量调节阀4的开度,进而控制第二支路炉管上的进料流量,进而控制第二支路炉管的出口温度。
(7)、协调控制系统2接收支路温度均衡控制设备5发送的各个支路炉管的出口温度,判断接收的出口温度中的最大值与支路炉管的平均温度之间的差值是否小于第一预设数值,如果是且支路流量控制器的设定值小于第二预设数值且大于第三预设数值,则停止操作,否则,返回执行步骤(1)。
其中,第一预设数值可以为2,第二预设数值可以为各个支路炉管总进料流量的1.2倍,第三预设数值可以为各个支路炉管总进料流量的0.8倍。
其中,在常减压炉的负荷不变的情况下,根据上述步骤(1)-(7)的步骤逐渐调整出口温度最大的支路炉管的进料流量和出口温度最小的支路炉管的进料流量,进而逐渐控制各个支路炉管的出口温度,使各个支路炉管的出口温度逐渐接近相等,达到各个支路的出口温度均衡,抵消了各个支路炉管之间的耦合关系,提高了对常减压炉的温度进行控制的控制效果。
其中,当进料负荷改变时,负荷控制设备1将负荷调整量、负荷调整时间和各个支路炉管的进料流量发送给协调控制系统2,协调控制系统2根据负荷调整量、负荷调整时间和各个支路炉管的进料流量,计算各个支路炉管上的进料流量的设定值,并将各个支路炉管上的进料流量的设定值发送给到对应的支路炉管上的流量控制器3,使各个支路炉管上的流量控制器在负荷调整时间内平稳地调整各个支路炉管上的进料流量,减小负荷改变对各个支路炉管出口温度的影响。
其中,参见图3,负荷控制设备1包括:多个进料流量计11和负荷存储器12,进料流量计11的个数与支路炉管的个数相等;
多个进料流量计11分别与多个支路炉管的进料通道连接,使一个进料流量计对应一个支路炉管,多个进料流量计11分别与负荷存储器12电连接;
多个进料流量计11用于测量其所连接的支路炉管进料通道中的进料流量,并将测量的进料流量发送给负荷存储器12。
进一步地,与各个支路炉管连接的进料流量计测量与其所连接的支路炉管进料通道中的进料流量,并将测量的进料流量发送给负荷存储器12,负荷存储器12将各个支路炉管的进料流量进行存储,并将各个支路炉管的进料流量发送给协调控制系统2。
其中,参见图4,协调控制系统2包括:采集器21、存储器22、过滤器23、安全温度协调控制器24和数据输出口25;
采集器21与存储器22电连接,存储器22与过滤器23电连接,过滤器23与安全温度协调控制器24电连接,安全温度协调控制器24与数据输出口25电连接;
采集器21用于采集负荷控制设备1和支路温度均衡控制设备5中存储的数据信息,并将采集的数据信息发送给存储器22,存储器22用于将接收的数据信息进行存储,并将存储的数据信息发送给过滤器23,过滤器23用于对接收的数据信息进行过滤,并将过滤后的数据信息发送给安全温度协调控制器24,安全温度协调控制器24用于根据过滤后的数据信息设置多个支路炉管的进料流量的设定值,并将多个支路炉管的进料流量的设定值发送给数据输出口25。
进一步地,参见图4,协调控制系统2还包括:显示模块26;
显示模块26与数据输出口25电连接;
显示模块26用于接收数据输出口25输出的多个支路炉管的进料流量的设定值,并将接收的多个支路炉管的进料流量的设定值进行显示。
优选地,显示模块26为触屏显示器。
其中,参见图5,支路温度均衡控制设备5包括:多个支路温度传感器51和支路温度存储器52,支路温度传感器51的个数与支路炉管的个数相等;
多个支路温度传感器51分别与多个支路炉管连接,使一个支路温度传感器51对应一个支路炉管,多个支路温度传感器51分别与支路温度存储器52连接;
多个支路温度传感器51用于测量其所连接的支路炉管出口处的出口温度,并将测量的出口温度发送给支路温度存储器52。
其中,参见图6,出口温度控制设备8包括:出口温度传感器81、出口温度存储器82和处理器83;
出口温度传感器81与各个支路炉管的总出口连接,出口温度传感器81与出口温度存储器82电连接,出口温度存储器82与处理器83电连接;
出口温度传感器81用于测量各个支路炉管的总出口处的总出口温度,并将测量的总出口温度发送给第出口温度存储器82,出口温度存储器82将测量的总出口温度和自身存储的预设出口温度发送给处理器83。
其中,处理器83根据出口温度传感器81测量的总出口温度和出口温度存储器82中存储的预设出口温度,计算燃料流量控制器6的燃料流量设定值,并将计算的燃料流量设定值发送给燃料流量控制器6。
进一步地,该设备还包括:安全监督设备;
安全监督设备与多个流量控制器3分别连接;
多个流量控制器3将与其所连接的流量调节阀4的开度发送给安全监督设备。
其中,安全监督设备将接收的流量调节阀4的开度分别与预设角度进行比较,如果存在某个流量调节阀4的开度大于预设角度,则将多个流量控制器3均自动切换为手动,此时就需要人工进行处理。
其中,参见图7,本实用新型实施例中对常减压炉的温度进行控制的设备是基于分布式控制系统实现的,该分布式控制系统包括控制站、操作站、OPC(OLEfor Process Control,用于过程控制的OLE)服务器和APC(Advanced ProcessControl,先进控制器)服务器;
控制站通过工业以太网与OPC服务器连接,APC服务器通过工业以太网与OPC服务器连接,操作站通过工业以太网与控制站连接。
OPC服务器用于从控制站中采集各个支路炉管的进料流量和出口温度,APC服务器用于从OPC服务器中获取各个支路炉管的进料流量和出口温度,且当负荷改变时,APC服务器还用于从OPC服务器中获取负荷调整量和负荷调整时间。
当负荷不变时,APC服务器根据各个支路炉管的进料流量和出口温度,对各个支路的出口温度进行均衡控制;当负荷改变时,自动切断支路温度均衡控制的调节,根据负荷调整量、负荷调整时间和各个支路炉管的进料流量,对负荷分配进行计算。
其中,控制站包括现场仪表和过程控制器,当APC服务器计算出调整数据时,APC服务器将计算的数据发送给OPC服务器;OPC服务器将该数据转发给过程控制器,根据该数据控制现场仪表的调节阀,进而调节现场仪表,过程控制器将接收的数据同时发送给操作站,该操作站对接收的数据进行显示。
在本实用新型实施例中,在实现支路温度均衡控制的同时,自动调整各个支路炉管的进料量,使进料总量缓慢趋向不变。本实用新型实施例提供的方案还进一步考虑了当工艺要求改变负荷的情况,设计了负荷控制设备,使之能够自动逐渐完成负荷的调整,减少操作人员的工作量和对常减压炉的扰动,保证常减压炉的平稳操作,进一步保证了常减压炉的平稳运行,延长其运行时间,降低炉管结焦的可能性,从而提高常减压炉的效率。支路温度均衡控制方案充分考虑了系统稳定的要求,以及存在的滞后性,支路温度均衡控制的方案中逐步调节支路的进料流量,巧妙消除彼此间的耦合作用,在保证负荷调节量与负荷调节时间的前提下,确保系统的稳定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。