SU954771A1 - Устройство дл регулировани температурного режима трубчатой печи - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматизации технических процессов, в частности к устройствам дл  автоматического регулировани  температуры наiрева технологического сырь  в трубчатых печах или огневых подогревател х, используемых в газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Известна система автоматического регулировани  температуры сырь  на выходе из змеевиков трубчатых печей. В системе регулируемый параметр - температура нагреваемого сырь  на выходе из змеевика печи - поддерживаетс  автоматически на заданном значении при помощи регул тора температуры (в комбинированных системах с коррекцией по какому-нибудь другому технологическому параметру ) путем воздействи  на регулирующий орган, имеющий подачу топлива на печь l.. Основным недостатком данного устрой ства  вл етс  отсутствие коррекции основ ного управл ющего сигнала по парамет рам, характеризующим надежность Tjjy6чатых печей. Наиболее бгшзким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  регулировани  температуры, печей , в котором с цепью повышени  точности регулировани  температурного режима выходы основных контуров регулировани  по каждой секции печи подключены через сумматор и блок коррекции к регул тору давлени  топлива в обшей магистрали 2. Основным недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие учета при регулировании температуры сырь , параметров , характеризующих надежность трубчатъ х печей, т.е. сохранение основного закона регупировани  при различных услови х эксплуатации (в том числе и за пределами безопасных условий работы), что может привести к авари м трубчатых печей (например, из-за пережога радиантных труб). Такой основной показатель надежности (срока службы) трубчатых печей , как TeMnepiarypa радиантных труб, не контропируетс  и не используетс  при регулировании. Это приводит к снижению надежности трубчатых печей, и в практике эксплуатации трубчатых печей нередки случаи прогорани  радиантных труб из-за закоксовывани  их внутренней поверхности. Как известно, интенсивность процесса закоксовыЕ1ани  зависит от свойств нагре ваемого сырь  (наличи  минеральных сопей в нем и термической стойкости компонентов сырь ), а также от температуры стенок труб, по которым проходит нагреваемое сырье. Как правило, при существующей обв зке змеевика и конструкци х трубчатых печей температуры нагреваемо го сырь  и стенок труб наиболее высоки в радиантных секци х трубчатых печей (в радиантных трубах). В результате закоксовывани  радиантных труб снижаетс  интенсивность теплопередачи от источников теппа (излучающих стен, факела, дымйзвы газов) через стенку радиантных труб к нагреваемо му сырью, что приводит к уМеньщению температуры нагреваемого сырь  на выходе из змеевика При том же расходе топлива на трубчатую печь. Реакцией уст ройства дл  регулировани  температуры печей (выбранного в качестве прототипа)  вл етс  увеличение расхода топлива дл  доведени  температуры нагреваемого сырь  до заданного значени . Это приводит к повыщению поверхностной плотности теп ловых потоков к радиантным трубам, тем самым, к повышению их температуры и, в конечном счете, к прогоранию радиант; ных труб. Снижаетс  надежность работы трубчатых печей, оборудованных устрой ствами дл  регулировани  температуры печей. Цельизобретени  - повышение надежности работы трубчатых печей путем автоматической защиты труб змеевика от прогорани . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  регулировани  температурного режима трубчатой пеШ, содержащем контуры регулировани  температуры сырь  на выходе из каждого потока змеевика, состо щем из датчиков темпе ратур и регул торов температур, соедиHeHHiix с рег-улирующим топливным клапаном и через сумматор и блок коррекции с регул тором давлени  в общей топлив- Ной магистрали, регул торы температуры соединешл с регулирующим клапаном через cjMMflTOp, соединенный с блоками сравнени , которые со(динены с задатчиками допустимой температуры радиант- . ных труб и .блоками измерени  температуры радиантных труб. На чертеже представпена принципиальна  схема устройства дл  регулировани  температурного режима трубчатой печи или одно,го из потоков сырь  (блоков) многоблочной трубчатой печи. Устройство дл  регулировани  температурного режима трубчатой печи содержит основной контур регулировани  температуры сырь  на выходе из потока змеевика (первого блока) трубчатой печи 1, состо щей из термопары 2 и регул тора 3 температуры, который через выходной сумматор 4 подключен к регулирующему клапану 5, устан овленнрму на линии 6 подачи топлива на блок печи. Регул тор 7 давлени  топлива св зан с регулирующим клапаном 8, установленным на общей топливной магистрали 9. Выход выходного сумматора 4 через сумматор Ю и блок 11 коррекции св зан с камерой задани  регул тора 7 давлени . Параллельно основному контуру регулировани  температуры сырь  на выходе из потока змеевика к выходному сумматору 4 подключен блок 12 сравнени , имеющий задатчик 13 допустимой температуры радиантных труб 14 (на наиболее теплонапр женных участках) и вычислительное устройство 15, вход щее в состав устройства бесконтактного измерени  температуры радиантных труб. Устройство дл  бесконтактного измерени  температуры радиантных труб, кроме вычислительного устройства 15, включает основной и дополнительный пирометры 16, 17 и определ ет действительную температуру наиболее теплонапр женной радиантиой трубы. Телескоп 18 (датчик теплового излучени ) основного пирометра 16 воспринимает тепловое излучение (собственное и отраженное) от наиболее теплонапр женной радиантной трубы радиантной секции змеевика. Телескоп 19 дополнительного пирометра 17 воспринимает падающее на контролируемую радиантную трубу тепловое излучение от внещие- го источника 20 тепла (излучающей стены из горелок, факела, сло  дымовых газов , кладки). Устройство дл  регулировани  температурного режима трубчатой печи работает .следующим образом. Регул торы 3 и 7 обеспечивают на посто нном заданном уровне температуру сырь  на выходе из потока змеевика посредством поддержани  посто нным дав , 5954 лени  топлива в общей топливной магистрали . По сигналу выходного сумматора 4, равному выходному сигнапу регул тора 3, в сумматоре 10 и в блоке 11 коррекции формируетс  задание регул тору 7. В переходном режиме, вызванном, на . ример, изменением расхода нагреваемого сырь , по выходному сигналу выходного сумматора 4 (или сумме выходных сигнапов выходных сумматоров 4 при многопоточной обв зке печи), который выходит за установленные пределы, блок 11 коррекции измен ет задание регул тору7. В переходном режиме выходной сигнап выходного сумматора 4 равен выходному

сигналу регул тора 3. Поспе возвращени  выходного сигнала в установленные пределы задание регуп тору 7 давлени  стабилизируетс  на достигнутом значении,

Вычи с пи тельное устройство 15 определ ет Действительное значение температуры наиболее теплонапр женной радиант- ной трубы радиантной секции змеевика по сигналам основного и дополнительного радиантных пирометров 16, 17, датчики которых и Воспринимают соответственно собственное и отраженное тепловое излучение контролируемой радиантной трубы и падающее на нее тепловое излучение внещийх источников тепла (излучающих: горелок, факела, сло  дымовых газов).

Выходной сигнал, пропорциональный Действительной температуре радиантной трубы, из вычиспительного устройства 15 35 подаетс  в блок 12 сравнени . Б блоке сравнени  эта температура сравниваетс  с допустимым Дл  данного материала радиантных труб значением температуры, задаваемым задатчиком 13, а разность 40 сигналов подаетс  в выходной сумматор 4. При отсутствии перегрева радиантной трубы выходной сигнал блока 12 сравнени  равен нулю, поэтому управл ющий сигнап регул тора 3 без изменени  про- 45 ходит выходной сумматор 4 и поступает на регулирующий клапан 5 и регул тор 7 давлени . В аварийной ситуации (при закоксовывании радиантных труб или внезапном пр$крашении подачи сырь  в змеевнк) при повышении температуры контролируемой радиантной трубы выще допустимого уровн  на выходе блока 12 сравнени  формируетс Я сигнап превышени  допустимого уровн  температуры радиантных-труб, который поступает в ми}гусовую камеру выходного сумматора 4,в плюсовую 1саме- ру которого поступает управл ющий

дит снижение температуры нагреваемого сырь , о чем в 6ператорную п6ступаёт сигнал от регул тора 3.

Таким образсм, конструктивные особенности устройства дл  регулировани  температурного режима трубчатой печи позвол ют повысить надежность работы трубчатых печей за счет исключени  случаев прогорани  радиантных труб и темсамь1м увеличить срок службы, а также повысить эффективность использовани  топггава в трубчатых печах при посто нном контро- ле температуры тепловоспринимающей трубной поверхности и своевременном снижений ее температуры при очистке от внутренних отложений кокса и солей.

Claims (2)

1.Мееров М. В. и др. Основы автоматического управлени . М., Недра, 1979, с. 10,19.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 570034, кп. q О5 D 23/185, 1976.