[發(fā)明專利]管式爐點火控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810011287.2
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101576314A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王常海;葉煌;徐海平;金家影;李剛;孫虹;于濤;單永豐;許波;何鷗;周浩;張超;杜建;何忠海
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶焦耐自動化系統(tǒng)有限公司;中冶焦耐工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: F24H1/40
• 分類號: F24H1/40;F24H3/00;F24H9/18;F23Q3/00;F23D14/26;F23N5/00;F23N5/24;F23N5/02;F23N1/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所
• 代理人: 張 群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管式爐點火控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

管式加熱爐是一種火力加熱設(shè)備，它利用燃料在爐膛內(nèi)燃燒時產(chǎn)生的高溫火焰與煙氣作為熱源，加熱在爐管中高速流動的介質(zhì)，使其達到工藝規(guī)定的溫度，以供給介質(zhì)在進行分餾、裂解或反應(yīng)等加工過程中所需要的熱量，保證生產(chǎn)正常進行。與其它加熱方式相比，管式加熱爐的主要優(yōu)點是加熱溫度高(可達1273K)，傳熱能力大和便于操作管理。

管式爐在石油化工廠具有舉足輕重的作用，管式爐的能耗很高。管式爐的能量消耗在生產(chǎn)裝置中約占80～90％。它的投資一般占15％左右，高的可達30％。近年來，管式爐的發(fā)展很快，已成為近代石化工業(yè)中必不可少的工藝設(shè)備之一。此外，由于加熱爐在燃料燃燒時的噪聲和煙氣排放也對環(huán)境污染造成相當(dāng)嚴(yán)重的影響。這些因素都必須在加熱爐設(shè)計時加以考慮。

石油化工管式加熱爐與其他行業(yè)的加熱爐共同之處，是有一個由耐火材料包圍的燃燒室，在其底部或側(cè)面設(shè)有燃燒器，不同之處是在爐內(nèi)布置的是傳熱管，因而也叫管式爐。利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將流經(jīng)管內(nèi)的工藝介質(zhì)加熱到所需的溫度。

管式爐的主要結(jié)構(gòu)由燃燒器、輻射室、對流室和煙囪四部分組成，其技術(shù)特征是：

(1)被加熱的物質(zhì)是易燃、易爆的烴類物質(zhì)，與一般的工業(yè)爐相比，它的危險性更大。

(2)加熱方式為直接受火式，燃燒的是氣體或液體。任何泄漏都可能造成爆炸或火災(zāi)。

(3)管式爐只燒氣體或液體燃料，不燒固體燃料。

(4)管式爐通常處在高溫高壓條件下運行，操作條件苛刻。一般加熱型的加熱爐，爐管的壁溫在400～650℃。而加熱反應(yīng)型的加熱爐，爐管壁溫在850～1000℃。操作壓力范圍較寬，低中壓力在1～10MPa，而高壓加氫加熱爐高達18MPa～20MPa。

(5)長周期連續(xù)運轉(zhuǎn)，不間斷操作，操作周期一般在一年到3年，最長可達5年。因而對加熱爐的可靠性要求很高。

在管式爐中，被加熱物質(zhì)在管內(nèi)流動，故僅限于加熱氣體和液體。而且，這些氣體或液體通常都是易燃易爆的烴類物質(zhì)，同鍋爐加熱水和蒸汽相比，危險性大，操作條件要苛刻得多。另外，管式爐只燒氣體或液體燃料，氣體和液體燃料在使用不當(dāng)時容易爆燃，國內(nèi)曾發(fā)生多起工業(yè)爐爆燃事故。一直以來，自動點火并未在管式爐中得到廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外多采用人工火把點火。特別是在國內(nèi)，由于近年來管式爐得到廣泛應(yīng)用，很多管式爐沒有配套點火控制系統(tǒng)和燃燒控制系統(tǒng)。這使得管式爐的啟動與運行存在嚴(yán)重的安全隱患，并且效益低，造成能源浪費和環(huán)境污染。

燃燒器投入運行的第一步就是將可燃混合物點燃形成火焰，然后進入正常燃燒。點火就是在燃料-空氣混合物中導(dǎo)入溫度高并具有一定能量的熱源，先將局部混合物點燃，然后再傳播擴散并持續(xù)燃燒，此高溫?zé)嵩淳褪屈c火源。

目前，油氣燃燒器上幾乎都采用電火花點火，即使是用小火焰點火，也是由電火花點著的，然后再引燃主火。電火花是兩個電極之間因高壓電擊穿氣體間隙而形成的火花。工業(yè)燃燒器上常采用的方法是用升壓變壓器使電壓升高，在兩電極間放電產(chǎn)生火花來點火。采用這種電打火方式存在結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命短和火花能量小，點火不可靠的缺點。

目前，管式爐點火控制主要存在以下幾個方面缺陷：

(1)由管式爐中被加熱的介質(zhì)(氣體或液體)通常都是易燃易爆的烴類物質(zhì)，同鍋爐加熱水和蒸汽相比，危險性大，操作條件要苛刻得多，采用人工點火方式不安全；

(2)部分已采用電子點火(或自動點火)管式爐，點火裝置性能差，點火可靠性差；

(3)管式爐燃燒器設(shè)計不合理，效率低。管式爐有它的特殊性，過去有很多管式爐的燃燒器照搬其它鍋爐的燃燒器，沒有針對性的設(shè)計；

(4)盡管隨著自動控制技術(shù)的發(fā)展，PLC等控制自動化控制裝置得到了廣泛應(yīng)用，但在管式爐控制中仍缺少整體自動化設(shè)計，程序設(shè)計不合理，沒有解決鍋爐點火控制中的安全隱患。

隨著能源的日益緊張和環(huán)境污染對人類的威脅，可持續(xù)發(fā)展已成為人們的共識。工業(yè)生產(chǎn)已趨向于安全、可靠、環(huán)保、節(jié)能、高效以及自動化方向發(fā)展。設(shè)計合理的管式爐自動點火控制系統(tǒng)，采用合理的燃燒器結(jié)構(gòu)，采用高可靠、安全的點火器，是提高管式爐的熱效率、優(yōu)化點火燃燒技術(shù)，實現(xiàn)節(jié)能、增效、低污染、低噪聲、低成本的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種管式爐點火控制系統(tǒng)，通過采用高能點火器、合理的燃燒器結(jié)構(gòu)和合理的點火控制方法，達到熱效率高、安全可靠、燃燒穩(wěn)定可控、節(jié)能減排的目的。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：