CN214468852U - 一种催化装置烟机控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种催化装置烟机控制系统，包括烟机控制器和烟机，所述烟机控制器分别与双动滑阀、切断阀和调节阀控制连接，所述双动滑阀安装在再生烟气入口和再生烟气出口之间的烟气管道上，所述切断阀安装在所述再生烟气入口和所述调节阀之间的烟气管道上，所述调节阀安装在所述切断阀和所述烟机入口之间的烟气管道上，所述烟机与所述再生烟气出口之间通过烟气管道连接；所述切断阀和所述调节阀组成烟机入口蝶阀；所述烟机控制系统通过对烟机入口蝶阀和双动滑阀的自动控制，能够实现提高烟机能量回收最大化、降低严重的爆炸事故发生率、精准控制主风量，提高生产效率，实现大型机组全自动控制，提高操作稳定性和安全性。

Description

一种催化装置烟机控制系统

技术领域

本申请涉及催化装置技术领域，尤其涉及一种催化装置烟机控制系统。

背景技术

目前，催化裂化装置、催化裂解装置(DCC)装置以及炼钢厂均有采用主备轴流风机等大型机组，大型机组属于装置的核心关键设备，三机组中的烟机暖机升速、烟机入口蝶阀和双动滑阀控制，双动滑阀控制即为烟机大小旁通阀，是石油化工行业大型机组控制的一项重大难题。因反再工艺要求苛刻，烟机暖机升速时，需要实时监测再生器压力、流量，均不能大幅度波动；烟机入口蝶阀和双动滑阀控制，同样也需要实时监测再生器压力、流量，压力和流量均不能有大幅度波动；由于烟机暖机控制复杂程度非常高，需要实时监测管道应力变化，控制热膨胀过度，否则会造成烟机端受力过大，机组振动增大。当前设备操作都是手动操作预热管线，人为逐渐开大阀门，控制精度非常低，极易造成烟机壳体膨胀过快，受力不均匀，从而需要加长烟机暖机时间，造成不必要的能源浪费。由于烟机入口蝶阀和双动滑阀控制是手动操作阀门，一旦出现事故停车，需要手动迅速打开双动滑阀，操作非常滞后，极易造成再生器压力升高过快，从而引起反应器压力和再生器压差过低，造成严重爆炸事故。

现有技术中的系统其主要存在如下问题：

(1)烟机入口蝶阀直径比较大，手动操作控制精度低；

(2)人为操作难度大，容易造成烟机膨胀不均匀，延长机组开车时间；

(3)事故状态下，容易造成再生器压力升高过快，引起严重爆炸事故；

(4)烟气能量耗能比较严重；

(5)装置自动化程度较低。

实用新型内容

本申请提出一种催化装置烟机控制系统，旨在解决现有技术的催化装置烟机入口蝶阀直径比较大，控制精度低；人为操作难度大，容易造成烟机膨胀不均匀，延长机组开车时间；事故状态下，容易造成再生器压力升高过高，引起严重爆炸事故；烟气能量耗能比较严重；装置自动化程度较低的问题。

本申请提供一种催化装置烟机控制系统，包括烟机控制器和烟机，所述烟机控制器分别与双动滑阀、切断阀和调节阀控制连接，所述双动滑阀安装在再生烟气入口和再生烟气出口之间的烟气管道上，所述切断阀安装在所述再生烟气入口和所述调节阀之间的烟气管道上，所述调节阀安装在所述切断阀和所述烟机入口之间的烟气管道上，所述烟机与所述再生烟气出口之间通过烟气管道连接；所述切断阀和所述调节阀组成烟机入口蝶阀。

在以上方案中还可以进一步的是，所述烟机与主风机连接，所述主风机与齿轮箱连接，所齿轮箱与电机连接；所述主风机分别与第一出口阀、第二出口阀和单向阀连接，所述单向阀的另一端与第三出口阀连接。

还可以优选的是，所述主风机上设置有主风机入口。

还可以优选的是，所述烟机控制器包括多参数动态选择控制器、速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器，所述多参数动态选择控制器分别与速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器连接。

还可以优选的是，所述多参数动态选择控制器与所述烟机入口蝶阀连接。

还可以优选的是，所述速度PID控制器与速度探头信号选择控制器连接；所述速度探头信号选择控制器与转速探头连接；所述第一微积分温升控制器与烟机入口温度监测元件连接；所述第二微积分温升控制器与烟机出口温度监测元件连接；所述变化率控制器与再生器压力变送器连接；所述限位控制器与电机功率变送器连接；所述压力PID控制器与动态分程控制器连接；所述动态分程控制器与所述再生器压力变送器连接。

还可以优选的是，所述转速探头至少为两个。

还可以优选的是，所述压力PID控制器与所述双动滑阀连接。

本申请的催化装置烟机控制系统能够达到以下有益效果：

本申请的催化装置烟机控制系统，能够解决现有技术的催化装置烟机入口蝶阀直径比较大，控制精度低；人为操作难度大，容易造成烟机膨胀不均匀，延长机组开车时间；事故状态下，容易造成再生器压力升高过高，引起严重爆炸事故；烟气能量耗能比较严重；装置自动化程度较低的问题；本申请烟机控制系统通过对烟机入口蝶阀和双动滑阀的自动控制，能够实现提高烟机能量回收最大化、降低严重的爆炸事故发生率、精准控制主风量，提高生产效率，实现大型机组全自动控制，提高操作稳定性和安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的催化装置烟机控制系统控制结构图。

图2为本申请的催化装置烟机控制系统的烟机控制器结构图。

图3为本申请的催化装置烟机控制系统的烟机入口蝶阀与双动滑阀控制原理图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种催化装置烟机控制系统，参见图1，包括烟机控制器和烟机，所述烟机控制器分别与双动滑阀、切断阀和调节阀控制连接，所述双动滑阀安装在再生烟气入口和再生烟气出口之间的烟气管道上，所述切断阀安装在所述再生烟气入口和所述调节阀之间的烟气管道上，所述调节阀安装在所述切断阀和所述烟机入口之间的烟气管道上，所述烟机与所述再生烟气出口之间通过烟气管道连接；所述切断阀和所述调节阀组成烟机入口蝶阀，所述蝶阀启闭方便迅速、省力、流体阻力小、可以经常操作。

本实施例的催化装置烟机控制系统，所述烟机控制器用于双动滑阀、烟机入口蝶阀的控制，在自动控制模式时，所述烟机控制器优先控制打开所述烟机入口蝶阀，实现能量最大化回收，当所述烟机控制器检测到烟机入口所述烟机入口蝶阀开度受限时，然后所述烟机控制器控制逐渐打开双动滑阀，降低所述催化装置内压力；所述烟机控制器能实时动态控制所述烟机入口蝶阀开度，控制精度高，最大限度进行能量回收。

实施例2

一种催化装置烟机控制系统，与实施例1相似，所不同的是，参见图2，所述烟机与主风机连接，所述主风机与齿轮箱连接，所齿轮箱与电机连接；所述主风机分别与第一出口阀、第二出口阀和单向阀连接，所述单向阀的另一端与第三出口阀连接；所述电机通过齿轮箱带动所述主风机运转；所述单向阀用于控制管道内气体的流动单向性，阻止反向流动；所述第一出口阀、所述第二出口阀和所述第三出口阀均用于控制气体的排出。

还可以具体的是，参见图2，所述主风机上设置有主风机入口，保证气体进入主风机。

还可以具体的是，参见图2，所述烟机控制器包括多参数动态选择控制器、速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器，所述多参数动态选择控制器分别与速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器连接；所述多参数动态选择控制器接收速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器的输入信号；所述多参数动态选择控制器根据所述输入信号发出控制指令。

还可以具体的是，参见图2，所述多参数动态选择控制器与烟机入口蝶阀连接，用于控制烟机入口蝶阀的开关。

还可以具体的是，参见图2，所述速度PID控制器与速度探头信号选择控制器连接，速度PID控制器为速度比例积分微分控制器，用于提高速度精度，减少误差；所述速度探头信号选择控制器与转速探头连接，所述速度探头信号选择控制器接收不同的所述转速探头的信号，将所述信号发送到速度PID控制器；所述第一微积分温升控制器与烟机入口温度监测元件连接，所述第一微积分温升控制器接收所述烟机入口温度监测元件的信号，所述烟机入口温度监测元件用于实时监控烟机入口温度；所述第二微积分温升控制器与烟机出口温度监测元件连接；所述第二微积分温升控制器接收所述烟机出口温度监测元件的信号，所述烟机出口温度监测元件用于实时监控烟机出口温度；所述变化率控制器与再生器压力变送器连接，所述变化率控制器实时检测所述再生器压力变送器压力值；所述限位控制器与电机功率变送器连接，所述限位控制器用于控制所述电机功率变送器的功率；所述压力PID控制器与动态分程控制器连接，所述压力PID控制器用于提高所述动态分程控制器的控制精度；所述动态分程控制器与再生器压力变送器连接，所述动态分程控制器用于实时监控所述所述再生器压力变送器的压力。

还可以具体的是，参见图2，所述转速探头至少为两个，实现不同机组探头转速的检测。

还可以具体的是，所述压力PID控制器与所述双动滑阀连接，所述压力PID控制器用于控制所述双动滑阀的开启状态。

还可以具体的是，所述烟机控制器与报警器连接，用于所述控制系统的故障报警。

实施例3

一种催化装置烟机控制系统，与实施例1和实施例2相似，所不同的是，所述烟机还包括自动暖机及升速控制器，用于控制所述烟机的暖机升速的自动控制。

上述实施例的催化装置烟机控制系统的工作原理，参见图2和图3，通过烟机控制器对烟机入口蝶阀与双动滑阀进行控制，当所述控制系统处于自动控制模式时，优先打开所述烟机入口蝶阀，实现能量最大化回收，当检测到烟机入口蝶阀开度受限时，然后才逐渐打开双动滑阀；所述第一微积分温升控制器与所述烟机入口温度监测元件组成烟机入口温度控制器，实时监测所述烟机温升速率，一旦超过设定烟机入口温升速度，设定烟机入口温升速度可以为80℃/H，开始限制所述烟机入口蝶阀开阀，从而控制所述烟机入口温升速率；所述第二微积分温升控制器与烟所述烟机出口温度监测元件组成烟机出口温度控制器，实时监测所述烟机温升速率，一旦超过设定烟机出口温升速度，设定烟机出口温升速度可以为80℃/H，开始限制所述烟机入口蝶阀开阀，从而控制烟机出口温升速率；所述速度PID控制器、速度探头信号选择控制器和所述转速探头组成烟机转速超速控制器，实时监测所述烟机转速，根据当前转速与设定保护转速差距，设定保护转速可以为3600RPM，实时计算出所述烟机入口蝶阀对打开度值，从而实现高效快速控制烟机转速，防止烟机超速停机；所述变化率控制器与再生器压力变送器组成再生器压力控制器，所述再生器压力控制器实时监测再生器压力变化率，一旦超过设定变化率，所述设定变化率为10KPa/S，所述烟机控制器自动开始限制蝶阀打开；所述压力PID控制器、动态分程控制器与所述再生器压力变送器组成再生器压力解耦控制器，实时根据再生器压力测量值，计算输出给所述烟机入口蝶阀和所述双动滑阀开度，当需要升高所述再生器压力时，优先关小所述双动滑阀，然后再关小所述烟机入口蝶阀；当需要降低所述再生器压力时，优先开大所述烟机入口蝶阀，然后再开大双动滑阀；所述限位控制器与电机功率变送器组成烟机功率控制器，实时计算所述烟机入口蝶阀允许的最小开度，一旦超过设定电机最大发电功率，所述烟机控制器将限制所述烟机入口蝶阀继续打开；所述烟机入口蝶阀故障瞬时关闭时，所述烟机控制系统实时计算对应烟气流量，在一个扫描周期之内迅速将所述双动滑阀打开到计算位置，解决了所述烟机入口蝶阀事故关闭时，电机超负荷运行停机；所述烟机控制系统实现了所述烟机一键自动暖机、升速、并网合闸控制、烟机入口蝶阀和双动滑阀控制，保证机组安全高效、工艺平稳，极大提高操作稳定性和安全性，经济效益明显，应用前景广泛。

本实施例的催化装置烟机控制系统，参见图3，所述烟机转速超速控制器SIC70204内设定值速度保护值为1.02Rated RPM，所述转速探头ST70204实时监测所述烟机转速；所述烟机入口温度控制器的所述设定烟机入口温升速度为SP＝80℃/H，烟机入口温度监测元件为TT40201；所述烟机出口温度控制器的所述设定烟机出口温升速度为SP＝80℃/H，所述烟机出口温度监测元件为TT40202；所述再生器压力控制器还包括再生器压力监测元件PT10501，实时监测再生器压力变化率，所述再生器压力控制器的设定再生器压力变化率可以为SP＝10KPa/S；所述烟机功率控制器的设定的电机功率限制值可以为SP＝1000KW，所述烟机功率控制器还包括电机功率监测元件JT10501，用于监测电机功率；再生器压力控制器PIC10501接收再生器压力监测元件PT10501的信号，计算输出给所述烟机入口蝶阀和所述双动滑阀开度，当需要升高所述再生器压力时，优先关小所述双动滑阀，然后再关小所述烟机入口蝶阀；当需要降低所述再生器压力时，优先开大所述烟机入口蝶阀，然后再开大双动滑阀；双动滑阀为PV10501A，烟机入口蝶阀为XV40203；所述烟机入口蝶阀和所述双动滑阀的性能控制输出值根据所述再生器压力控制器PIC10501的输入信号控制输出值的大小，所述烟机入口蝶阀的内包括动态断点，依据是否达到相应的所述动态断点值控制所述烟机入口蝶阀。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种催化装置烟机控制系统，包括烟机控制器和烟机，其特征在于，所述烟机控制器分别与双动滑阀、切断阀和调节阀控制连接，所述双动滑阀安装在再生烟气入口和再生烟气出口之间的烟气管道上，所述切断阀安装在所述再生烟气入口和所述调节阀之间的烟气管道上，所述调节阀安装在所述切断阀和所述烟机入口之间的烟气管道上，所述烟机与所述再生烟气出口之间通过烟气管道连接；所述切断阀和所述调节阀组成烟机入口蝶阀。

2.如权利要求1所述的催化装置烟机控制系统，其特征在于，所述烟机与主风机连接，所述主风机与齿轮箱连接，所齿轮箱与电机连接；所述主风机分别与第一出口阀、第二出口阀和单向阀连接，所述单向阀的另一端与第三出口阀连接。

3.如权利要求1所述的催化装置烟机控制系统，其特征在于，所述烟机控制器包括多参数动态选择控制器、速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器，所述多参数动态选择控制器分别与速度PID控制器、第一微积分温升控制器、第二微积分温升控制器、变化率控制器、限位控制器和压力PID控制器连接。

4.如权利要求3所述的催化装置烟机控制系统，其特征在于，所述速度PID控制器与速度探头信号选择控制器连接；所述速度探头信号选择控制器与转速探头连接；所述第一微积分温升控制器与烟机入口温度监测元件连接；所述第二微积分温升控制器与烟机出口温度监测元件连接；所述变化率控制器与再生器压力变送器连接；所述限位控制器与电机功率变送器连接；所述压力PID控制器与动态分程控制器连接；所述动态分程控制器与所述再生器压力变送器连接。

5.如权利要求4所述的催化装置烟机控制系统，其特征在于，所述转速探头至少为两个。

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