Gd (s)

TC 101
FT
TT
101
101
Gd (s)

TC
101
FT
101
TT
101
前馈主要克服进料流量的干扰
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FC 102 FT 102
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加热炉安全联锁保护控制系统
在以燃料气为燃料的加热炉中,主要危险包括: 被加热工艺介质流量过少或中断； 熄火； 回火；（什么情况下发生？） 脱火。（什么情况下发生？）
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4.5.5 加热炉的安全联锁保护系统
联锁保护系统的作用：为安全生产、防止事故 1、燃气加热炉 ①工艺介质流量过小或中断，切断燃料气 ②某种原因灭火时，切断燃料气 ③燃料气压力不能过低，流量不能太小 ④燃料压力不能过高，否则会引起脱气灭火
TT TC 101 101
加热炉
PC 101
燃料
雾化状况，空气量，喷嘴阻力等
2、控制回路 (1) 主要控制系统：出口温度控制
TC TT 101 101
(2) 辅助控制系统：
① 工艺介质的流量控制系统; ② 燃料压力控制系统；
PC PT
回 101 101 油
加热炉
③ 燃料油雾化蒸汽压力控制。
燃
雾化蒸汽
料 油
PC 102
PT 102
FT 101
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操作特点： 避免温度过高，炉管内物料可能分解、结焦 严格控制加热炉出口温度
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TT 101
燃料
3
4.5.2 加热炉的单回路控制
1、对象分析 主要控制指标：工艺介质的出口温度 操作手段：燃料油或燃料气的流量
干扰因素：负荷量、进料温度、组分；
TT 101
工艺 介质
燃料油(气)压力、性质、
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2、炉出口温度对燃料流量的串级 优点：有利于克服燃料量变化 缺点: 燃料量小、粘度大时，
流量测量困难
三串级: 出口温度、 炉膛温度、 燃料量三参数串级
特点：关联回路多，实施困难
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TT TC 101 101
加热炉 工艺 介质
FC 101
FT 101
燃料
TC
TT
加热炉的控制
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4.5 加热炉的控制
4.5.1 概述
加热炉是石油化工生产过程的主要设备之一
作用： 工艺介质的升温或气化
结构形式：箱式炉、立式炉、圆筒炉
工作原理： 燃料(油)分几路(雾化喷嘴)进炉燃烧
炉膛火焰辐射给炉管
工艺
炉管经热传导、对流传热给工艺介质
介质
对象特点：
炉膛容量大、时间常数大、滞后时间长； 属多容过程；可用一阶加纯滞后环节近似描述； 理论分析比较困难。
也可采用流量比值控制
加热炉负荷大、时间常数和滞后时间较大， 单回路控制很难满足要求，炉出口温度波动较大
3、单回路控制适用场合 对炉出口温度要求不高的场合 干扰较小，且不频繁 炉膛容量较小，滞后小
燃料 油
K
PC
102
雾化 蒸汽
至 PT 喷嘴
101
PT
102
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4.5.3 加热炉的串级控制
燃 101 料 油
工艺 介质
TT 101
TT 102
FT 101
加热炉
工艺 介质
TT TC 101 101
加热炉
PC 101
PT
101 燃 料
进料
出料
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燃料油
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浮动(压力平衡式)阀工作原理
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加热炉的串级控制方案 总结
TC TC 燃料油
TC PC
进料 燃料油
101
101
TC
TT
102
102
FC FT
燃 101 101 料 油
加热炉
工艺 介质
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3、出口温度对燃料阀后压力的串级
燃料量小、粘度大时，流量测量困难 压力测量较方便
特点:应用较广 应注意管道堵塞
4、采用压力平衡式控制阀 这种阀本身兼有压力控制器功能，相 当于炉出口温度对燃料压力的串级。
TC
TC 101 TC 102 FC
炉出口温度对炉膛温度的串级控制 炉出口温度对燃料流量的串级控制 炉出口温度对燃料阀后压力的串级控制 采用压力平衡式控制阀的控制
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4.5.3 加热炉的串级控制
TC TC 燃料油
出料 进料
TC FC
进料
燃料油
出料
TC
PC 进料
出料
燃料油
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TC 进料
燃料油
出料
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TC
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出料
TC
FC 进料
进料
优点?
燃料油
缺点?
TC
进料 出料
燃料油
统
原料油加热到一定温度送给反应器
开工气体为燃料，出口温度控制浮动阀 正常生产重质油为燃料，采用炉出口温度 与燃料阀后压力串级
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例1：催化裂化装置加热炉 控制系统
LS
PT 101
自分馏塔来 的回炼油
去反应器
FC
TC
PC
原料油 FC
开关 PC
回油罐 2019/11/20
正常 燃料油
PC
去瓦斯罐 开工
干气 ( 热裂解气 )
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例2：常减压装置加热炉控制系统
原油加热到一定温度送至常压塔分馏
要求炉出口温度稳定
TC TT 101 101
常压塔
TT TC 103 103
温度控制：炉出口温度对炉膛 温度的串级
TC TT 加热炉 TT TC
102 102
104 104
FC
FC
101 PT
102 PT
101
FT
FT
102
101
102
PC 101
来自初馏塔
PC 102
燃料油
负荷控制：单回路流量控制 燃料干扰：单回路压力控制
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4.5.4 加热炉的前馈 — 反馈控制
实际生产中，有时遇到进料量变化频繁、幅度较大 炉子时间常数大、滞后时间长 单回路或串级均很难满足要求 设计前馈 — 反馈控制系统
TT
101
101
1、炉出口温度对炉膛温度的串级控制
干扰(燃料压力、性质等)
炉膛温度
炉出口温度
炉膛温度比出口温度滞后小
副回路克服干扰，减小对出口温度的影响
TC 102
燃 料 油
TT 102
加热炉
工艺 介质
优点：有利于克服燃料性质变化
注意：(1) 炉膛温度的检测点位置，选择有代表性且反应较快的点；
(2) 副控制器参数不应整定得过于灵敏； (3) 副控制器不引入微分作用； (4) 炉膛温度不应有大的波动； (5) 炉膛温度测温元件及保护套管应耐高温。
工艺 介质
FC 101
4
燃料油压力较平稳时，③回路可以 满足雾化要求。
燃料油压力波动较大时，单回路不能 保证良好雾化，可采用以下方案：
燃 料 油 PdC PdT
至 喷嘴
①用燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力之差来
101 101
雾化
调节雾化蒸汽。
蒸汽
②燃料油阀后压力与雾化蒸汽压力比值控制。
（前提条件：管道应畅通）