DE2736279C2

DE2736279C2 -

Info

Publication number: DE2736279C2
Application number: DE2736279A
Authority: DE
Inventors: Johan Floris Bos; Adriaan Van Der Heijden; Jaap Amsterdam Nl Oostervink
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1988-06-01
Also published as: SE435659B; FI63301C; FI63301B; FR2361691B1; BE857457A; KE2957A; JPS5324149A; NL180702B; GB1529156A; CH624781A5; NL180702C; NL7609007A; FI772418A; AU2781477A; BR7705312A; DE2736279A1; NZ184905A; CA1097766A; ZA774863B; MY7900203A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Betriebs eines Ofens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for regulating the operation a furnace according to the preamble of claim 1 and one Device for performing the method.

Bei Industrieöfen ist in den meisten Fällen eine Anordnung von Rohren vorhanden, die um eine oder mehrere Flammen gruppiert sind. Durch diese Rohranordnung strömt das Material bzw. der Stoff, der erhitzt und/oder verdampft werden soll. Hierbei handelt es sich häufig um eine Flüssigkeit, z. B. ein Öl oder ein Ölprodukt. Zusätzlich sind auch chemische Umwandlungen bei dem hindurchgeleiteten Stoff herbeiführbar. Als Beispiel ist das Spalten bzw. Cracken von Naphtha zur Erzeugung von Äthylen bekannt. Hierbei wird Wärme sowohl durch Strahlung als auch durch Konvektion übertragen.In most cases, an arrangement of Pipes available, grouped around one or more flames are. The material or the flows through this tube arrangement Substance to be heated and / or evaporated. This is about it is often a liquid, e.g. B. an oil or a Oil product. In addition, chemical transformations are also part of the passed through fabric. As an example, this is Cracking or cracking of naphtha for the production of ethylene is known. Here, heat is generated both by radiation and by Transfer convection.

Die Rohranordnung weist üblicherweise zwei oder mehr parallele Rohrschlangen auf. Das zugeführte Material wird auf die Rohrschlangen verteilt, und an den Enden der Rohrschlangen werden Materialströme wieder vereinigt. Die einzelnen Ströme können unabhängig voneinander mit Hilfe von Ventilen geregelt werden. Hierbei ist wichtig, eine solche Verteilung des Materials zu wählen, daß eine örtliche Überhitzung eines Rohrs und/oder des hindurchströmenden Materials vermieden wird. The pipe arrangement usually has two or more parallel ones Pipe coils on. The supplied material is on the coils distributed, and at the ends of the coils Material flows reunited. The individual streams can can be controlled independently with the help of valves. It is important to ensure such a distribution of the material choose local overheating of a pipe and / or the flowing material is avoided.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Regeln des Betriebs eines Ofens und eine dazugehörige Vorrichtung sind aus der GB-PS 11 73 857 bekannt. Hierbei wird der zu erhitzende und/oder zu verdampfende Materialstrom auf mindestens zwei parallele Rohrschlangen verteilt, die Temperatur T _i des Materials am Ende jeder Rohrschlange gemessen und der MittelwertA generic method for controlling the operation of a furnace and an associated device are known from GB-PS 11 73 857. The material flow to be heated and / or evaporated is distributed over at least two parallel coils, the temperature T _{i of} the material is measured at the end of each coil and the mean value

(wobei n die Zahl der parallelen Schlangen im Ofen bedeutet) berechnet wird, jede der Differenzen - T _i benutzt wird, um ein Signal zu erzeugen, mittels dessen der die betreffende Rohrschlange passierende Materialstrom so eingestellt wird, daß sich die betreffende Differenz - T _i verkleinert.(where n is the number of parallel coils in the furnace) is calculated, each of the differences - T _{i is} used to generate a signal by means of which the material flow passing through the pipe coil in question is adjusted so that the relevant difference - T _i downsized.

Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses bekannten Verfahrens weist Geräte zum Messen der Temperatur des Materials am Ende jeder Rohrschlange, Geräte zum Messen des Materialdurchsatzes jeder Rohrschlange, Geräte zum Regeln des Materialdurchsatzes jeder Rohrschlange, ein Rechenelement zum Berechnen vonAn apparatus for performing this known method has devices for measuring the temperature of the material at the end each coil, equipment for measuring material throughput each pipe coil, devices for regulating the material throughput each coil, a computing element to calculate

sowie von Δ T _i = - T _i für jede Rohrschlange, wobei das Rechenelement zu diesem Zweck an die genannten Temperaturmeßgeräte angeschlossen ist, auf. Des weiteren ist je ein Regler für jede Rohrschlange vorgesehen, wobei der Eingang jedes Reglers für den gemessenen Wert mit dem zugehörigen Temperaturmeßgerät verbunden ist und der Eingang für den Sollwert an den Ausgang des genannten Rechenelements für den entsprechenden Wert von Δ T _i angeschlossen ist, und die Ausgänge dieser Regler mit den zugehörigen Reglern für den Materialdurchsatz jeder Rohrschlange verbunden sind. Zum Messen der Temperatur des gesamten von dem Ofen abgegebenen Materialstroms ist ein weiteres Gerät vorgesehen sowie eine Einrichtung zum Regeln des dem Brenner des Ofens zugeführten Brennstoffstroms.and of Δ T _i = - T _i for each coil, with the computing element being connected to the temperature measuring devices mentioned for this purpose. Further, depending on a controller provided for each coil, the input of each controller is connected to the measured value with the associated temperature measuring device and is connected to the input for the desired value of the output of said computing element for the corresponding value of Δ T _i, and the outputs of these controllers are connected to the associated controllers for the material throughput of each coil. A further device is provided for measuring the temperature of the entire material flow emitted by the furnace and a device for regulating the fuel flow supplied to the burner of the furnace.

Obwohl das bekannte Verfahren und die zugehörige Vorrichtung insgesamt befriedigend arbeiten, ist es erwünscht, die Wärmebelastung noch gleichmäßiger auf die Rohrschlangen zu verteilen, um einen wirtschaftlichen Betrieb zu erlauben und die Lebensdauer des Ofens zu verlängern.Although the known method and the associated device work satisfactorily overall, it is desirable the heat load distribute evenly over the coils, to allow economical operation and durability extend the oven.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, so daß die Gefahr extremer Temperaturdifferenzen in den Rohrschlangen vermindert ist und daß gleichzeitig eine Reinigung der Rohrschlangen in größeren Zeitabständen erfolgen kann.Accordingly, the object of the invention is a method and an apparatus for performing the method create so that the risk of extreme temperature differences in the coils is reduced and that at the same time cleaning the coils are carried out at longer intervals can.

Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren und eine Vorrichtung sind mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.A method and a device that achieve this object are characterized with their configurations in the claims.

Erfindungsgemäß wird von den genannten Temperaturen T _i der höchste Wert T _{i max} gewählt, um mit Hilfe der Differenz T _{i max} - T _s, bei welcher T _s einen Sollwert bezeichnet, der in Beziehung zu der Temperatur T _o des den Ofen verlassenden gesamten Materialstroms steht, zur Erzeugung eines Signals zu verwenden, mittels dessen die Wärmeerzeugung in dem Ofen so eingestellt wird, daß sich die Differenz T _{i max} - T _s verkleinert.According to the invention, the highest value T _{i max is} selected from the temperatures T _i mentioned, in order to use the difference T _{i max} - T _s , at which T _s denotes a desired value, in relation to the temperature T _o of the total material flow leaving the furnace is used to generate a signal by means of which the heat generation in the furnace is set so that the difference T _{i max} - T _{s is} reduced.

Bei der Anwendung des vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen Regelverfahrens bleibt der durch den Ofen geleitete gesamte Materialstrom nicht konstant. In manchen Fällen ist es jedoch wichtig, daß der Strom konstant gehalten wird, oder daß man in der Lage ist, ihn zu regeln. Dieser Forderung kann entsprochen werden, wenn man dafür sorgt, daß jedes Signal den Soll- oder Einstellwert für die Regelung des Materialstroms durch die betreffende Rohrschlange proportional zu der Differenz - T _i verstellt. Nunmehr bleibt der Gesamtmaterialstrom tatsächlich konstant, da die Summe der Abweichungen von (arithmetischen) MittelwertWhen using the control method according to the invention described above, the total material flow passed through the furnace does not remain constant. However, in some cases it is important that the current is kept constant or that one is able to regulate it. This requirement can be met if it is ensured that each signal adjusts the setpoint or setting value for regulating the material flow through the pipe coil in question in proportion to the difference - T _i . Now the total material flow actually remains constant since the sum of the deviations from the (arithmetic) mean

stets gleich Null ist, und weil daher die Summe der Veränderungen, die jeweils proportional zur Abweichung sind, ebenfalls gleich Null ist. is always zero, and therefore because of that Sum of changes, each proportional to the deviation are also equal to zero.

Weiterhin kommt es vor, daß mit einer variablen Versorgung des Ofens mit Material zu rechnen ist. Dies kann seinen Grund in einer nicht konstanten Zufuhr von Material, z. B. von einer anderen Anlage aus, oder in einem sich verändernden Bedarf bezüglich des Endprodukts des Ofens haben. In solchen Fällen wird gemäß der Erfindung für jede Rohrschlange das VerhältnisIt also happens that with a variable supply material is to be expected. This can be Reason in a non-constant supply of material, e.g. B. from another plant, or in a changing one Have needs regarding the end product of the furnace. In such cases is according to the invention for each coil The relationship

berechnet, wobei C eine Konstante und F _s der Sollwert für den Gesamtdurchsatz des Ofens ist; das Verhältnis R _i wird zur Regelung des die betreffende Rohrschlange passierenden Materialstroms benutzt. Auf diese Weise erhält jede Rohrschlange ihren Anteil F _i des zugeführten Materialstroms, und gleichzeitig bleiben die Vorteile des erfindungsgemäßen Regelverfahrens erhalten. Für das Verhältnis R _i gilt:calculated, where C is a constant and F _{s is} the target value for the total throughput of the furnace; the ratio R _i is used to regulate the material flow passing through the coil in question. In this way, each pipe coil receives its share F _{i of} the supplied material flow, and at the same time the advantages of the control method according to the invention are retained. The following applies to the ratio R _i :

Als Beispiel für Bedingungen, unter denen mit einem variablen zugeführten Materialstrom zu rechnen ist, sei der Fall genannt, daß ein zugeführter Flüssigkeitsstrom von einem Raum aus zugeführt wird, in dem eine vorbestimmte Standhöhe aufrechterhalten werden muß, z. B. vom unteren Ende einer Destillationskolonne. In diesem Fall kann man den Sollwert F _s aus der Standhöhe der Flüssigkeit ableiten. Ändert sich die Standhöhe der Flüssigkeit, wird der Wert F _s so verändert, daß die Standhöhe wieder ihren Sollwert annimmt.An example of conditions under which a variable material flow is to be expected is the case in which a liquid flow supplied is supplied from a room in which a predetermined standing height must be maintained, e.g. B. from the bottom of a distillation column. In this case, the setpoint F _s can be derived from the level of the liquid. If the level of the liquid changes, the value F _s is changed so that the level again assumes its setpoint.

Vorteilhaft ist es, die Differenz T _o - T _s zur Nichtlinearisierung der Regelung der Wärmeleistung des Ofens zu verwenden, indem man den proportionalen Regelfaktor und die integrale Wirkungszeit des Wärmeleistungsreglers vergrößert, sobald die genannte Differenz zunimmt. Diese Zunahme kann höchstens den Wert des Faktors 6 erreichen. Die Wirkung dieser Regelung besteht darin, daß die nach oben gerichteten Veränderungen von T _{i max} verringert werden. It is advantageous to use the difference T _o - T _s to non-linearize the regulation of the thermal output of the furnace by increasing the proportional control factor and the integral action time of the thermal output controller as soon as the said difference increases. This increase can at most reach the value of factor 6. The effect of this regulation is that the upward changes in T _{i max are} reduced.

Das erfindungsgemäße Regelverfahren läßt sich mit Hilfe von Reglern bekannter Art in Verbindung mit speziellen Rechenelementen durchführen, die gegebenenfalls als elektronische Rechenelemente ausgebildet sein können. Es ist auch möglich, die gesamte Regelvorrichtung nach den Grundsätzen der direkten digitalen Regelung oder der Überwachungsregelung aufzubauen. Diese Alternative wird vorzugsweise bei großen Werken angewendet, wo sich bereits ein Digitalrechner oder mehrere Kleinrechner in Gebrauch befinden, z. B. zur Regelung des Betriebs anderer Teile der Anlage sowie für die Verarbeitung und Darstellung von Daten.The control method according to the invention can be with the help of Known controllers in connection with special computing elements perform, if necessary, as electronic computing elements can be formed. It is also possible, the entire control device according to the Principles of direct digital control or monitoring control build up. This alternative is preferred used in large plants where there is already a digital computer or several small computers are in use, e.g. B. to regulate the operation of other parts of the system and for the processing and presentation of data.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are described below schematic drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1, 2 und 3 jeweils einen Ofen mit vier parallelen Rohrschlangen in Verbindung mit einer bestimmten Ausführungsform; Figures 1, 2 and 3 each an oven with four parallel coils in connection with a particular embodiment.

Fig. 4 bis 8 graphische Darstellungen von Versuchsergebnissen. Fig. 4 to 8 are graphical representations of test results.

Fig. 1 zeigt eine Flamme 1, die zum Erhitzen von Rohrschlangen 2, 3, 4 und 5 dient. Der Brennstoff zur Erzeugung der Flamme 1 wird über eine Leitung 6 zugeführt, und der Brennstoffstrom wird mittels eines Ventils 7 geregelt. Das zu erhitzende und/oder zu verdampfende Material wird der Anlage über eine Leitung 8 zugeführt und mit Hilfe von Ventilen 9, 10, 11 und 12 auf die vier Rohrschlangen verteilt. Das gesammelte Material verläßt die Anlage über eine Leitung 50. Fig. 1 shows a flame 1 , which is used to heat coils 2, 3, 4 and 5 . The fuel for generating the flame 1 is supplied via a line 6 , and the fuel flow is regulated by means of a valve 7 . The material to be heated and / or evaporated is fed to the system via a line 8 and distributed to the four coils by means of valves 9, 10, 11 and 12 . The collected material leaves the system via a line 50 .

Den Rohrschlangen sind Temperaturmesser 13, 14, 15 und 16 sowie Durchflußmesser 17, 18, 19 und 20 zugeordnet. Die Durchflußmesser messen jeweils die Materialmenge, welche die betreffende Rohrschlange je Zeiteinheit durchströmt. Ein weiterer Durchflußmesser 21 mißt den über die Leitung 6 zugeführten Brennstoffstrom, und ein weiterer Temperaturmesser 22 mißt die Temperatur des von dem Ofen abgegebenen Materialstroms 50. Ein Temperaturregler 23 bestimmt den Sollwert für den Brennstoffstromregler 24. Durchflußregler 25, 26, 27 und 28 steuern die Ventile 9, 10, 11 und 12.Temperature coils 13, 14, 15 and 16 and flow meters 17, 18, 19 and 20 are assigned to the coils. The flow meters each measure the amount of material that flows through the pipe coil per unit of time. Another flow meter 21 measures the fuel stream supplied via line 6 , and another temperature meter 22 measures the temperature of the material stream 50 discharged from the furnace. A temperature controller 23 determines the target value for the fuel flow controller 24 . Flow controllers 25, 26, 27 and 28 control valves 9, 10, 11 and 12 .

Die bis jetzt genannten Bezugszahlen bezeichnen in Fig. 2 und 3 entsprechende Elemente.The reference numbers mentioned so far denote corresponding elements in FIGS . 2 and 3.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 werden die Signale der Temperaturmesser 13, 14, 15 und 16 einem Rechenelement 29 und einem Wähler 30 zugeführt. Das Rechenelement 29 berechnet den Mittelwert der gemessenen Temperaturen, d. h. im vorliegenden FallWhen arranging afterFig. 1 are the signals of the temperature meter 13, 14, 15 and16 a computing element29 and a voter30th fed. The computing element29 calculated the mean the measured temperatures, d. H. in the present case

Der Mittelwert bildet den Sollwert für die Regler 31, 32, 33 und 34. In dem Regler 31 wird die Temperatur mit der Temperatur in der Rohrschlange 5 verglichen, die durch den Temperaturmesser 16 gemessen wird. Das Ausgangssignal des Reglers 31 bildet den Sollwert für den Durchflußregler 28. Dieser Teil der Regelvorrichtung ist bestrebt, die durch den Temperaturmesser 16 gemessene Temperatur mit der mittleren Temperatur abzugleichen. Entsprechendes gilt für die Regler 32, 33 und 34.The mean forms the setpoint for the controller31, 32, 33 and34. In the controller31 becomes the temperature with the temperature in the coil5 compared by the temperature meter16 is measured. The controller output signal31 forms the setpoint for the flow controller28. This is part of the control device endeavors by the temperature meter16 measured temperature with the mean temperature adjust. Corresponding applies to the controllers32, 33 and34.

Aus den gemessenen Temperaturen der Rohrschlangen 2, 3, 4 und 5 wählt der Wähler 30 den höchsten Wert T _{i max} aus. In dem Regler 35 wird dieser höchste Wert mit einem Sollwert T _s verglichen, so daß ein Ausgangssignal entsteht, das den Sollwert für den Regler 23 bildet. Aus dem Vergleich mit der gemessenen Temperatur des abgegebenen Stroms 50 ergibt sich der Sollwert für den Durchflußregler 24, der den Brennstoffstrom 6 regelt. Die Temperatur des abgegebenen Stroms 50 folgt dem Sollwert für den Regler 24 zum Regeln des Brennstoffstroms. Somit wird die Temperatur des abgegebenen Stroms 50 durch den höchsten Wert T _{i max} bestimmt, der in einer Rohrschlange auftritt, wobei diese Temperatur den Sollwert T _s nicht überschreiten kann.The selector 30 selects the highest value T _max from the measured temperatures of the coils 2, 3, 4 and 5 . In controller 35 , this highest value is compared with a target value T _s , so that an output signal is generated which forms the target value for controller 23 . The desired value for the flow controller 24 , which regulates the fuel stream 6 , results from the comparison with the measured temperature of the output stream 50 . The temperature of the delivered current 50 follows the setpoint for the regulator 24 for regulating the fuel flow. The temperature of the output current 50 is thus determined by the highest value T _{i max} that occurs in a pipe coil, this temperature not being able to exceed the desired value T _s .

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung hat das Rechenelement 36 die Aufgabe, die durch die Rohrschlangen 2, 3, 4 und 5 geleiteten Materialströme so zu regeln, daß der Gesamtstrom 8 bzw. 50 konstant bleibt, während natürlich die Aufgabe der Regler 25, 26, 27 und 28 zum Abgleichen jeder Temperatur T _i mit der mittleren Temperatur unverändert bleibt. Zu diesem Zweck werden die Signale der Temperaturmesser 13, 14 15 und 16 zu dem Rechenelement 36 übertragen, damit die mittlere Temperatur berechnet wird. Danach wird für jede Rohrschlange die Differenz - T _i ermittelt. Hierauf wird für jeden Durchflußregler 25, 26, 27 und 28 auf der Basis der Differenz - T _i ein Sollwert berechnet, der jetzt proportional zu dieser Differenz schrittweise vergrößert wird. In diesem Zusammenhang wird der Sollwert F _s für den gesamten Materialstrom 8 berücksichtigt, wie es in Fig. 2 durch den Pfeil 37 angedeutet ist. Das Rechenelement 38 erfüllt die Aufgabe des Wählers 30 und des Reglers 35 nach Fig. 1. Der Sollwert T _s ist in Fig. 2 durch den Pfeil 39 angedeutet. Somit regelt das Rechenelement 36 den gesamten durch die Rohrschlangen geleiteten Strom und den Abgleich zwischen den Strömen, während das Rechenelement 38 den Abgleich zwischen der Solltemperatur und der höchstzulässigen Temperatur regelt.At the inFig. 2 arrangement has the computing element 36 the task caused by the coils2, 3, 4 and 5 guided material flows so that the total flow 8th respectively.50 remains constant, while of course the task of Regulator25, 26, 27 and28 to adjust any temperature T _i with the mean temperature remains unchanged. To for this purpose the signals of the temperature meter13, 14 15 and16 to the computing element36 transferred so the middle temperature is calculated. After that, for each pipe coil the difference- T _i determined. This will be for every flow controller25, 26, 27 and28 based on the difference- T _i a setpoint is calculated, which is now proportional is gradually increased to this difference. In this relationship becomes the setpointF _s for the whole Material flow8th takes into account how it is inFig. 2 by the arrow37 is indicated. The computing element38 fulfills the Role of the voter30th and the controller35 toFig. 1. The SetpointT _s is inFig. 2 by the arrow39 indicated. The computing element thus regulates36 the whole through the Pipe-conducted electricity and the balance between the currents while the computing element38 the comparison between the target temperature and the maximum permissible temperature regulates.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher der zuzuführende Strom 8 dem unteren Teil einer Kolonne 41 mittels einer Pumpe 40 entnommen wird. Die Standhöhe der Flüssigkeit in der Kolonne 41 muß innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden. Um dies zu ermöglichen, sind ein Standhöhenmesser 42 und ein Regler 43 vorhanden. Das Ausgangssignal des Standhöhenreglers 43 wird Rechenelementen 44, 45, 46 und 47 zugeführt. Jedes dieser Rechenelemente berechnet das Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal des Standhöhenreglers 43 und der Differenz - T _i, die für jede Rohrschlange durch das Rechenelement 48 berechnet wird. Somit wird die Flüssigkeitsmenge, deren Austreten aus der Kolonne 41 zugelassen wird, und die durch den Standhöhenregler 43 bestimmt wird, auf die verschiedenen Rohrschlangen 2 bis 5 verteilt. Außerdem berechnet auf der Basis des Sollwertes T _s (Pfeil 49) das Rechenelement 48 den Sollwert für den Regler 23 in der anhand von Fig. 2 bezüglich des Rechenelements 38 beschriebenen Weise. Fig. 3 shows an arrangement in which the current to be supplied to the lower part of a column 41 is withdrawn by a pump 40. 8 The level of the liquid in the column 41 must be kept within certain limits. In order to make this possible, a level meter 42 and a controller 43 are provided. The output signal of the level controller 43 is supplied to computing elements 44, 45, 46 and 47 . Each of these computing elements calculates the ratio between the output signal of the level controller 43 and the difference - T _i , which is calculated for each coil by the computing element 48 . Thus, the amount of liquid that is allowed to emerge from the column 41 and that is determined by the level regulator 43 is distributed among the various coils 2 to 5 . In addition, on the basis of the target value T _s (arrow 49 ), the computing element 48 calculates the target value for the controller 23 in the manner described with reference to FIG. 2 with respect to the computing element 38 .

Fig. 3 zeigt ferner ein Rechenelement 51, mittels dessen sich der proportionale Regelfaktor und die integrale Wirkungszeit des Reglers 23 auf die durch das Rechenelement 48 berechnete Differenz T _{i max} - T _s einstellen läßt. Fig. 3 further shows a computing element 51, by means of which the proportional control factor, and the integral action time of the controller 23 calculated by the calculating element 48 difference T _{i max} - T _s can be adjusted.

Die vorstehend beschriebenen Regelverfahren lassen sich mit Hilfe von Reglern bekannter Art und speziellen Rechenelementen verwirklichen, wobei die Rechenelemente dazu dienen, z. B. ein Verhältnis, einen Mittelwert oder dergl. zu berechnen. Jedoch ist es auch möglich, für sämtliche Berechnungen einen Digitalrechner zu benutzen. Auch die Funktionen der Regler können vollständig von einem Digitalrechner übernommen werden.The control procedures described above can be used With the help of controllers of a known type and special computing elements realize, the computing elements are used to e.g. B. to calculate a ratio, an average or the like. However, it is also possible for all calculations to use a digital computer. The functions of the Controllers can be completely taken over by a digital computer will.

Example I

Öl wurde in einer Durchsatzmenge von etwa 3000 t/Tag durch einen Ofen mit vier Rohrschlangen geleitet. Die höchstzulässige Temperatur T _max betrug 390°C. Fig. 4A zeigt für eine willkürlich gewählte Zeitspanne von 120 min die Änderungen der Temperatur an den Enden jeder der Rohrschlangen 1, 2, 3 und 4 für den Fall, daß nur mit manueller Regelung gearbeitet wurde. Hierbei trat eine Streuung von etwa 11°C auf. Die Änderungen der Temperatur T _o des gesamten abgegebenen Materialstroms sind in Fig. 4B im gleichen Temperatur- und Zeitmaßstab dargestellt wie in Fig. 4A. Auch der Sollwert T _s ist angegeben. Wegen der starken Streuung mußte für T _s ein Wert von etwa 380°C gewählt werden, um die Gefahr zu vermeiden, daß die Temperatur irgendeiner Rohrschlange den Wert T _max überschritt.Throughput of approximately 3000 tons / day of oil was passed through an oven with four coils. The maximum permissible temperature T _max was 390 ° C. Fig. 4A shows for an arbitrary period of time of 120 min the changes in temperature at the ends of each of the tubes 1, 2, 3 and 4 for the case that was carried out only with manual control. A scatter of about 11 ° C occurred here. The changes in the temperature T _{o of} the total material flow delivered are shown in FIG. 4B on the same temperature and time scale as in FIG. 4A. The setpoint T _s is also given. Because of the large scatter, a value of about 380 ° C. had to be chosen for T _s in order to avoid the risk that the temperature of any pipe coil would exceed T _max .

Fig. 4C und 4D zeigen die Ergebnisse der Anwendung der Erfindung bei konstanter Ölzufuhr. Die Temperaturkurven für die Rohrschlangen 1, 2, 3 und 4 befinden sich jetzt in Deckung, und die Kurve für T _o ist mit jeder der Kurven für die vier Rohrschlangen identisch. Nunmehr kann man den Sollwert T _s so wählen, daß er viel weniger weit von T _max entfernt ist, d. h. man kann den Sollwert im Vergleich zur manuellen Regelung nach Fig. 4B entsprechend der Strecke a in Fig. 4D erhöhen. Fig. 4C and 4D show the results of application of the invention at a constant supply of oil. The temperature curves for coils 1, 2, 3 and 4 are now in register, and the curve for T _o is identical to each of the curves for the four coils. Now the target value T _{s can} be selected so that it is much less distant from T _max , ie the target value can be increased in comparison to the manual control according to FIG. 4B according to the distance a in FIG. 4D.

Example II

In diesem Fall wird die Wirkung der Veränderung des gesamten Öldurchsatzes für einen Ofen ähnlich demjenigen des Beispiels I dargestellt, bei dem die Regelung in der erfindungsgemäßen Weise erfolgt. Fig. 5A zeigt die Temperaturänderungen T _i und den Öldurchdatz F _i für die vier Rohrschlangen für den Fall der manuellen Regelung. Die Temperatur T _o des gesamten abgegebenen Stroms ist ebenfalls angegeben. Diese Temperatur T _o ist niedriger als jede der Temperaturen T _i, was auf eine Verdampfung zwischen den Punkten zurückzuführen ist, an denen T _i und T _o gemessen wurden. Die gestrichelte Linie T _s veranschaulicht den Sollwert der Temperatur T _o.In this case, the effect of changing the total oil throughput for a furnace is shown similar to that of Example I, in which the control is carried out in the manner according to the invention. Fig. 5A shows the changes in temperature T _i and the Öldurchdatz F _i for the four coils in the case of manual control. The temperature T _{o of} the total current delivered is also given. This temperature T _o is lower than each of the temperatures T _i due to evaporation between the points at which T _i and T _{o were} measured. The dashed line T _s illustrates the setpoint temperature T _o .

In Fig. 5B bezeichnet der Pfeil b den Zeitpunkt, in dem die gesamte Ölzufuhr um 292 t/Tag verringert wurde, und der Pfeil c bezeichnet den Zeitpunkt, in dem die Ölzufuhr um 292 t/d gesteigert wurde. Fig. 6A und 6B veranschaulichen die Wirkungen dieser schrittweisen Veränderungen für den Fall der Anwendung einer erfindungsgemäßen Regelung. Der anfängliche Störeinfluß auf die Temperaturen T _i und T _o wird offenbar schnell neutralisiert. Die relative Streuung bei den Temperaturen T _i ist sehr gering.In FIG. 5B, arrow b denotes the time when the total oil supply was reduced by 292 t / day, and the arrow c denotes the time when the oil supply was increased by 292 t / d. FIGS. 6A and 6B illustrate the effects of these gradual changes in the case of application of a system according to the invention. The initial interference with the temperatures T _i and T _o is apparently quickly neutralized. The relative scatter at temperatures T _i is very low.

Example III

Bei einem Ofen ähnlich dem gemäß dem Beispiel II benutzten wurde die Wirkung einer Nichtlinearität des Reglers für die Brennstoffzufuhr als Funktion der Differenz T _o - T _s (Regler 23 nach Fig. 3) gemessen.In a furnace similar to that used in Example II, the effect of a non-linearity of the regulator for the fuel supply was measured as a function of the difference T _o - T _s (regulator 23 according to FIG. 3).

Hierbei ergaben sich vier Fälle. Der Fall I gilt für die normale Einstellung des Reglers, der Fall II für eine Verdoppelung des proportionalen Regelfaktors und der integralen Wirkungszeit, der Fall III für den Faktor 4 und der Fall IV für den Faktor 6. There were four cases. Case I applies to normal setting of the controller, case II for a doubling of the proportional control factor and the integral Effect time, case III for factor 4 and case IV for the factor 6.

Fig. 7 zeigt die Änderungen der Temperaturen T _i, die bei allen vier Rohrschlangen jedesmal übereinstimmten, für die Fälle I bis IV, wobei die Differenz T _o - T _s den Wert 1°C überschritt. Fig. 8 veranschaulicht die jeweilige Stellung VP des Ventils 7 in der Brennstoffleitung nach Fig. 3. FIG. 7 shows the changes in the temperatures T _i , which corresponded each time for all four coils, for the cases I to IV, the difference T _o - T _s exceeding 1 ° C. FIG. 8 illustrates the respective position VP of the valve 7 in the fuel line according to FIG. 3.

Es zeigt sich, daß die Schwankungen der Temperaturen T _i mit zunehmendem Multiplikationsfaktor abnehmen. In Fig. 8 sind die Stellungen des Ventils 7 für die Fälle III und IV wiedergegeben. Bezüglich der Verringerung der Schwankungen der Brennstoffzufuhr erweist sich der Fall III als günstiger als der Fall IV.It can be seen that the fluctuations in temperature T _i decrease with increasing multiplication factor. In FIG. 8, the positions of the valve 7 for the cases III and IV are shown. With regard to reducing the fluctuations in the fuel supply, case III proves to be more favorable than case IV.

Claims

1. Method for regulating the operation of a furnace with at least two parallel coils over which a stream of material to be heated and / or evaporated is distributed, the temperature T _{i of} the material measured at the end of each coil and the mean (where n is the number of parallel coils in the furnace) is calculated, each of the differences - T _{i is} used to generate a signal by means of which the material flow passing through the pipe coil in question is adjusted so that the relevant difference - T _i reduced in size, characterized in that the highest value T _{i max is} selected from the temperatures T _i mentioned in order to use the difference T _{i max} - T _s , at which T _s denotes a desired value, which is related to the temperature T _o of total material flow leaving the furnace is to be used to generate a signal by means of which the heat generation in the furnace is adjusted in such a way that the difference T _{i max} - T _s decreases.

2. The method according to claim 1, characterized in that each of the signals generated according to one of the differences - T _i is caused to adjust the setpoint for regulating the material throughput of the pipe coil in question in proportion to the relevant difference - T _i .

3. The method according to claim 1, characterized in that the ratio for each coil is calculated, where C is a constant and F _s denotes the nominal value of the total material throughput of the furnace, and that the ratio R _{i is used} to regulate the material throughput of the pipe coil in question.

4. The method according to claim 3, characterized in that said setpoint F _s for a liquid flow is derived from the level of the liquid to be supplied from a container.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the difference T _o - T _{s is used} for non-linearization of the control of the heat output of the furnace, namely in that when this difference increases, the proportional control factor increases and the integral Effectiveness of the heat output control is extended.

6. The method according to claim 5, characterized, that the said enlargement or extension at most Corresponds to factor 6.

7. Device for performing the method according to claim 1 to 6, with devices ( 13, 14, 15, 16 ) for measuring the temperature of the material at the end of each coil ( 2, 3, 4, 5 ) devices ( 17, 18, 19th , 20 ) for measuring the material throughput of each coil, devices ( 25, 26, 27, 28 ) for regulating the material throughput of each coil, a computing element ( 29 ) for calculating and of Δ T _i = - T _i for each pipe coil, the computing element being connected to the temperature measuring devices mentioned for this purpose, one controller ( 31, 32, 33, 34 ) for each pipe coil, the input of each controller for the measured one value is connected with the associated temperature sensing device, and wherein the input for the desired value of the output of said computing element for the corresponding value of Δ T _i is connected, and the outputs of these regulators are connected to the associated controls for the material throughput of each coil, a device ( 22 ) for measuring the temperature of the entire material flow ( 50 ) emitted by the furnace, a device ( 24 ) for regulating the fuel flow supplied to the burner of the furnace, characterized by a computing element ( 48 ) for calculating the difference T _{i max} - T _s , which is connected to said temperature measuring devices, and by a controller ( 23 ), whose input for the measured value with the device for measuring the temperature of the entire material flow is connected, the input for the setpoint is connected to the output of the computing element for determining the difference T _{i max} - T _s and the output is connected to the device for regulating the fuel flow.