CN204574840U - 加热炉燃烧器多功能控制装置 - Google Patents

Abstract

一种加热炉燃烧器多功能控制装置，包括控制单元(1)、供电单元(2)、故障报警单元(3)、远程监控与人机显示单元(4)、燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)及炉况优化工艺设备单元(7)，燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)、炉况优化工艺设备单元(7)分别向控制单元(1)传送检测数据，控制单元(1)分别向故障报警单元(3)、远程监控与人机显示单元(4)、燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)传输指令数据。本实用新型可使油田加热炉在安全生产、便捷管理、基础建设的过程中所有运行的数字化信息平台更完整、更优越。

Description

加热炉燃烧器多功能控制装置

技术领域

本实用新型涉及加热炉/锅炉的控制装置。

背景技术

石油工业用加热炉是原油生产和集输过程中使用的加热设备(加热炉、锅炉等)，广泛应用于各油田内的中转站、联合站，在原油集输工艺中，是最具有代表性的转油设备之一，它们在生产中发挥着重要作用。随着油田开发建设规模的逐年扩大，加热炉应用数量越来越多，燃烧器作为重点工艺设备，是确保油田生产能否经济、安全、高效、良好运行的重要环节。随着时代的发展，技术的更新，传统的工业燃烧器已经凸显不出优势了，市场急需找到一种功能更多、性能更优越产品。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集成、安全、通用、高效的加热炉燃烧器多功能控制装置。

本实用新型为达到上述目的所采用的一个技术方案是：一种加热炉燃烧器多功能控制装置，包括控制单元、供电单元、故障报警单元、远程监控与人机显示单元、燃烧器工艺设备单元、炉管高温工艺设备单元及炉况优化工艺设备单元，

供电单元的输出分别连接至控制单元、故障报警单元、远程监控与人机显示单元、燃烧器工艺设备单元、炉管高温工艺设备单元及炉况优化工艺设备单元，为上述单元提供工作电源；

故障报警单元、远程监控与人机显示单元、燃烧器工艺设备单元、炉管高温工艺设备单元、炉况优化工艺设备单元分别与控制单元连接，燃烧器工艺设备单元、炉管高温工艺设备单元、炉况优化工艺设备单元分别向控制单元传送检测数据，控制单元分别向故障报警单元、远程监控与人机显示单元、燃烧器工艺设备单元、炉管高温工艺设备单元传输指令数据。

进一步地，所述控制单元包括控制单元、模拟量扩展单元、数字量扩展单元、通讯扩展单元，模拟量扩展单元、数字量扩展单元、通讯扩展单元分别连接至控制单元。

更进一步地，所述控制单元包括抗干扰单元、内存单元、时钟单元、外设输入单元、外设输出单元、数字量I/O单元、模拟量I/O单元、通讯单元以及控制器CPU单元，抗干扰单元、内存单元、时钟单元、外设输入单元、外设输出单元、数字量I/O单元、模拟量I/O单元、通讯单元分别与控制器CPU单元连接。

优选地，所述控制单元还包括接地单元，接地单元连接至控制器CPU单元。

进一步地，所述燃烧器工艺设备单元包括燃烧器工艺设备安全隔离转换单元、出口温度检测设备、压力检测设备、燃气流量检测设备、液位检测设备、可燃气体检测设备、高低压检测设备、火焰检测设备、风压检测设备、漏液检测设备、点火变压器输出设备、点火电磁阀输出设备、V1电磁阀输出设备、V2电磁阀输出设备、风机输出设备、调节阀输出设备及执行器输出设备，出口温度检测设备、压力检测设备、燃气流量检测设备、液位检测设备、可燃气体检测设备、高低压检测设备、火焰检测设备、风压检测设备、漏液检测设备分别与燃烧器工艺设备安全隔离转换单元连接并通过燃烧器工艺设备安全隔离转换单元向控制单元传送检测数据，点火变压器输出设备、点火电磁阀输出设备、V1电磁阀输出设备、V2电磁阀输出设备、风机输出设备、调节阀输出设备、执行器输出设备接收控制单元发送的指令数据。

进一步地，所述炉管高温工艺设备单元包括炉管高温工艺设备安全隔离转换单元、炉管温度检测设备以及炉管调节阀输出设备，炉管温度检测设备与炉管高温工艺设备安全隔离转换单元连接并通过炉管高温工艺设备安全隔离转换单元向控制单元传送检测数据，炉管调节阀输出设备接收控制单元发送的指令数据。

优选地，所述炉管温度检测设备包括炉管1温度检测设备、炉管2温度检测设备、炉管3温度检测设备、炉管4温度检测设备、炉管5温度检测设备、炉管6温度检测设备，炉管1温度检测设备、炉管2温度检测设备、炉管3温度检测设备、炉管4温度检测设备、炉管5温度检测设备、炉管6温度检测设备分别与炉管高温工艺设备安全隔离转换单元连接并通过炉管高温工艺设备安全隔离转换单元向控制单元传送检测数据。

进一步地，所述炉况优化工艺设备单元包括炉况优化工艺设备安全隔离转换单元、环境温度检测设备、炉膛负压检测设备、氧含量检测设备及排烟温度检测设备，环境温度检测设备、炉膛负压检测设备、氧含量检测设备及排烟温度检测设备分别与炉况优化工艺设备安全隔离转换单元连接并通过炉况优化工艺设备安全隔离转换单元向控制单元传送检测数据。

进一步地，所述控制单元集成在一块电路板上。

本实用新型集成度高、功能多、安全稳定、通用高效，可使油田加热炉在安全生产、便捷管理、基础建设的过程中更为高效。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的方框图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种加热炉燃烧器多功能控制装置，包括控制单元1、供电单元2、故障报警单元3、远程监控与人机显示单元4、燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6及炉况优化工艺设备单元7，

供电单元2的输出分别连接至控制单元1、故障报警单元3、远程监控与人机显示单元4、燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6及炉况优化工艺设备单元7，为上述单元提供工作电源；

故障报警单元3、远程监控与人机显示单元4、燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6、炉况优化工艺设备单元7分别与控制单元1连接，燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6、炉况优化工艺设备单元7分别向控制单元1传送检测数据，控制单元1分别向故障报警单元3、远程监控与人机显示单元4、燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6传输指令数据。

供电单元2为独立应用单元，为整个装置供电，供电单元2为开关电源供电，提供的电源稳定、对控制系统无干扰。

故障报警单元3，运行过程中当燃烧器发生故障时，故障报警单元3发出声光报警，提醒操作人员。确认后，可消除报警。

所述控制单元1包括控制器PLC10、模拟量扩展单元11、数字量扩展单元12、通讯扩展单元13，模拟量扩展单元11、数字量扩展单元12、通讯扩展单元13分别连接至控制器PLC10。

所述控制单元1集成在一块电路板上，结构紧凑，节省了大量的安装空间。

所述控制器PLC10包括抗干扰单元100、内存单元101、时钟单元103、外设输入单元104、外设输出单元105、数字量I/O单元106、模拟量I/O单元107、通讯单元108以及控制器CPU单元109，抗干扰单元100、内存单元101、时钟单元103、外设输入单元104、外设输出单元105、数字量I/O单元106、模拟量I/O单元107、通讯单元108分别与控制器CPU单元109连接。

通讯单元108与通讯扩展单元13提供了控制装置的通讯功能，可以与上位机通讯实现数据远程传输，集中管理。也可以与DCS系统相连接，使得数据二次利用。远程监控与人机显示单元4利用通讯单元108或通讯扩展单元13可以与自动控制单元1进行数据交换。远程监控与人机显示单元4组态画面后可以显示、修改、监视和控制燃烧器。

所述控制器PLC10还包括接地单元102，接地单元102连接至控制器CPU单元109。接地单元102确保了控制器PLC10时刻处在稳定安全的运行当中，较好的屏蔽了静电、雷击及各种滤波干扰。同时接地单元较好的避免了操作人员触电的危险。

所述燃烧器工艺设备单元5包括燃烧器工艺设备安全隔离转换单元500、出口温度检测设备501、压力检测设备502、燃气流量检测设备503、液位检测设备504、可燃气体检测设备505、高低压检测设备506、火焰检测设备507、风压检测设备508、漏液检测设备509、点火变压器输出设备510、点火电磁阀输出设备511、V1电磁阀输出设备512、V2电磁阀输出设备513、风机输出设备514、调节阀输出设备515及执行器输出设备516，出口温度检测设备501、压力检测设备502、燃气流量检测设备503、液位检测设备504、可燃气体检测设备505、高低压检测设备506、火焰检测设备507、风压检测设备508、漏液检测设备509分别与燃烧器工艺设备安全隔离转换单元500连接并通过燃烧器工艺设备安全隔离转换单元500向控制单元1传送检测数据，点火变压器输出设备510、点火电磁阀输出设备511、V1电磁阀输出设备512、V2电磁阀输出设备513、风机输出设备514、调节阀输出设备515、执行器输出设备516接收控制单元1发送的指令数据。在燃烧器工艺设备单元5中可实现出口温度、压力、液位、可燃气体浓度、流量等模拟量数据采集，燃气高低压、火焰信号、风压信号、漏液信号等开关量的信号采集。同时对点火变压器、点火电磁阀、V1电磁阀、V2电磁阀、吹扫风机、燃气调节阀、风门执行器等设备的输出控制。具体功能有：点火前阀组检漏功能、点火前风机预吹扫功能、自动点火与熄火保护功能、温度压力自动控制功能、流量配比自动配风功能、燃气高低压保护功能、漏液连锁保护功能、超温、超压、高低液位、可燃气体浓度高报警连锁功能、风压故障连锁等功能。

所述炉管高温工艺设备单元6包括炉管高温工艺设备安全隔离转换单元600、炉管温度检测设备以及炉管调节阀输出设备607，炉管温度检测设备与炉管高温工艺设备安全隔离转换单元600连接并通过炉管高温工艺设备安全隔离转换单元600向控制单元1传送检测数据，炉管调节阀输出设备607接收控制单元1发送的指令数据。

所述炉管温度检测设备包括炉管1温度检测设备601、炉管2温度检测设备602、炉管3温度检测设备603、炉管4温度检测设备604、炉管5温度检测设备605、炉管6温度检测设备606，炉管1温度检测设备601、炉管2温度检测设备602、炉管3温度检测设备603、炉管4温度检测设备604、炉管5温度检测设备605、炉管6温度检测设备606分别与炉管高温工艺设备安全隔离转换单元600连接并通过炉管高温工艺设备安全隔离转换单元600向控制单元1传送检测数据。

在炉管高温工艺设备单元6中可实现炉管1—6点的温度模拟量数据采集同时对炉管调节阀设备的输出控制。具体功能有：炉管钢板温度采集功能、炉管温度预报警、炉管温度高报警、炉管温度减负荷报警、炉管温度存储U盘功能、炉管温度曲线查询功能、炉管温度历史对比功能、炉管减负荷报警连锁调节功能。

所述炉况优化工艺设备单元7包括炉况优化工艺设备安全隔离转换单元700、环境温度检测设备701、炉膛负压检测设备702、氧含量检测设备703及排烟温度检测设备704，环境温度检测设备701、炉膛负压检测设备702、氧含量检测设备703及排烟温度检测设备704分别与炉况优化工艺设备安全隔离转换单元700连接并通过炉况优化工艺设备安全隔离转换单元700向控制单元1传送检测数据。在炉况优化工艺设备单元7中可实现排烟温度、环境温度、氧含量、炉膛负压等模拟量数据的采集。具体功能有：氧含量显示报警功能、加热炉效率显示报警功能、加热炉负荷显示报警、排烟温度优化功能、加热炉优化控制功能、数据保存U盘功能。

本实用新型运行时，燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6、炉况优化工艺设备单元7传输的各类模拟量信号通过各自的安全隔离单元500、600、700进行信号稳定隔离转换处理后传输给模拟量I/O单元107或模拟量扩展单元11，模拟量I/O单元107或模拟量扩展单元11把模拟量信号去干扰处理传输给序控制器CPU单元109，该单元进行数据处理，将处理结果保存在内存单元101中，再根据时钟单元103提供的时钟频率有序的将内存单元101中处理过的数据传输给外设输入单元104、外设输出单元105，外设输入单元104、外设输出单元105再将所接收的数据传输给数字量I/O单元106、数字量扩展单元12、模拟量I/O单元107以及模拟量扩展单元11，这四个单元把数字信号转化为工控标准信号传输给燃烧器工艺设备单元5、炉管高温工艺设备单元6、炉况优化工艺设备单元7，这三个工艺设备单元与实际的燃烧器设备用电缆相连接从而实现实时数据的采集、处理与控制。

本实用新型符合《燃气燃烧器具安全技术条件》，通讯方式多样，具有标准的Modbus通讯协议，可以与大多数上位机直接通讯；使用范围广，适合油田工业及其他行业中的一切正压炉、负压炉、热水锅炉等炉型。

Claims (9)

1.一种加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：包括控制单元(1)、供电单元(2)、故障报警单元(3)、远程监控与人机显示单元(4)、燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)及炉况优化工艺设备单元(7)，

供电单元(2)的输出分别连接至控制单元(1)、故障报警单元(3)、远程监控与人机显示单元(4)、燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)及炉况优化工艺设备单元(7)，为上述单元提供工作电源；

故障报警单元(3)、远程监控与人机显示单元(4)、燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)、炉况优化工艺设备单元(7)分别与控制单元(1)连接，燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)、炉况优化工艺设备单元(7)分别向控制单元(1)传送检测数据，控制单元(1)分别向故障报警单元(3)、远程监控与人机显示单元(4)、燃烧器工艺设备单元(5)、炉管高温工艺设备单元(6)传输指令数据。

2.根据权利要求1所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述控制单元(1)包括控制器PLC(10)、模拟量扩展单元(11)、数字量扩展单元(12)、通讯扩展单元(13)，模拟量扩展单元(11)、数字量扩展单元(12)、通讯扩展单元(13)分别连接至控制器PLC(10)。

3.根据权利要求2所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述控制器PLC(10)包括抗干扰单元(100)、内存单元(101)、时钟单元(103)、外设输入单元(104)、外设输出单元(105)、数字量I/O单元(106)、模拟量I/O单元(107)、通讯单元(108)以及控制器CPU单元(109)，抗干扰单元(100)、内存单元(101)、时钟单元(103)、外设输入单元(104)、外设输出单元(105)、数字量I/O单元(106)、模拟量I/O单元(107)、通讯单元(108)分别与控制器CPU单元(109)连接。

4.根据权利要求3所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述控制器PLC(10)还包括接地单元(102)，接地单元(102)连接至控制器CPU单元(109)。

5.根据权利要求1所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述燃烧器工艺设备单元(5)包括燃烧器工艺设备安全隔离转换单元(500)、出口温度检测设备(501)、压力检测设备(502)、燃气流量检测设备(503)、液位检测设备(504)、可燃气体检测设备(505)、高低压检测设备(506)、火焰检测设备(507)、风压检测设备(508)、漏液检测设备(509)、点火变压器输出设备(510)、点火电磁阀输出设备(511)、V1电磁阀输出设备(512)、V2电磁阀输出设备(513)、风机输出设备(514)、调节阀输出设备(515)及执行器输出设备(516)，出口温度检测设备(501)、压力检测设备(502)、燃气流量检测设备(503)、液位检测设备(504)、可燃气体检测设备(505)、高低压检测设备(506)、火焰检测设备(507)、风压检测设备(508)、漏液检测设备(509)分别与燃烧器工艺设备安全隔离转换单元(500)连接并通过燃烧器工艺设备安全隔离转换单元(500)向控制单元(1)传送检测数据，点火变压器输出设备(510)、点火电磁阀输出设备(511)、V1电磁阀输出设备(512)、V2电磁阀输出设备(513)、风机输出设备(514)、调节阀输出设备(515)、执行器输出设备(516)接收控制单元(1)发送的指令数据。

6.根据权利要求1所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述炉管高温工艺设备单元(6)包括炉管高温工艺设备安全隔离转换单元(600)、炉管温度检测设备以及炉管调节阀输出设备(607)，炉管温度检测设备与炉管高温工艺设备安全隔离转换单元(600)连接并通过炉管高温工艺设备安全隔离转换单元(600)向控制单元(1)传送检测数据，炉管调节阀输出设备(607)接收控制单元(1)发送的指令数据。

7.根据权利要求6所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述炉管温度检测设备包括炉管1温度检测设备(601)、炉管2温度检测设备(602)、炉管3温度检测设备(603)、炉管4温度检测设备(604)、炉管5温度检测设备(605)、炉管6温度检测设备(606)，炉管1温度检测设备(601)、炉管2温度检测设备(602)、炉管3温度检测设备(603)、炉管4温度检测设备(604)、炉管5温度检测设备(605)、炉管6温度检测设备(606)分别与炉管高温工艺设备安全隔离转换单元(600)连接并通过炉管高温工艺设备安全隔离转换单元(600)向控制单元(1)传送检测数据。

8.根据权利要求1所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述炉况优化工艺设备单元(7)包括炉况优化工艺设备安全隔离转换单元(700)、环境温度检测设备(701)、炉膛负压检测设备(702)、氧含量检测设备(703)及排烟温度检测设备(704)，环境温度检测设备(701)、炉膛负压检测设备(702)、氧含量检测设备(703)及排烟温度检测设备(704)分别与炉况优化工艺设备安全隔离转换单元(700)连接并通过炉况优化工艺设备安全隔离转换单元(700)向控制单元(1)传送检测数据。

9.根据权利要求1所述的加热炉燃烧器多功能控制装置，其特征在于：所述控制单元(1)集成在一块电路板上。