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L-801 導(dǎo)熱油爐進爐燃氣流量、壓力控制改造 摘要：L-801 導(dǎo)熱油爐是石油樹脂廠的主要加熱裝置，用來加熱導(dǎo)熱油，經(jīng)過爐子加熱出爐的 導(dǎo)熱油輸送到各換熱器中與其它介質(zhì)進行熱量交換，提供熱能，為了能順利進行熱量交換，出 爐的導(dǎo)熱油溫度要控制在 300℃~320℃之間，其溫度變化不能太大。www.legangfamen.com導(dǎo)熱油爐的燃料氣主要是 天然氣，由于從外管網(wǎng)引進爐子的天然氣流量、壓力波動較大，導(dǎo)致爐內(nèi)溫度時高時低，波動 大，影響了出爐的導(dǎo)熱油溫度變化幅度較大，本文就如何監(jiān)測控制進爐燃料氣的流量和壓力使 其基本保持穩(wěn)定進行論述。 關(guān)鍵詞：導(dǎo)熱油爐、進爐燃氣 前 言 L-801 導(dǎo)熱油爐是用來加熱導(dǎo)熱油介質(zhì)的加熱設(shè)備，位于石油樹脂廠 700 單元區(qū)域，主要 加熱核心部件燃燒器位于爐子底部，由北京航天動力研究所提供，型號為 HTB-YQ-300B，加熱 時所用燃料氣為天然氣、干氣，用來加熱的導(dǎo)熱油沸點359℃，閃點184℃，自然點374℃，密 度1005Kg/m 3 ，屬易燃介質(zhì)。其燃料氣天然氣分子式為CH4，熔點－182.5℃，沸點－161.5℃， 引燃溫度為 538℃，相對密度為（水＝1）0.42（－164℃）屬易燃氣體。www.jiangxiafamen.com工藝上要求導(dǎo)熱油經(jīng) 過爐子加熱后出爐時溫度要控制在 310℃左右，輸送到各換熱器中便于與其它介質(zhì)進行熱量交 換，提供熱能，為了控制出爐的導(dǎo)熱油溫度在 300℃~320℃之間，必須要控制爐子的溫度，要 使爐子溫度基本保持恒定，就須對進入爐子的燃料氣的進氣流量和壓力進行控制，必須改造原 來的進氣管道調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當爐子溫度較高時，減少進爐燃料氣的進氣流量，從而降低爐子溫度， 相反則增大進爐燃料氣的進氣流量，并且做到能夠隨時可調(diào)節(jié)、可監(jiān)測。 而改造前的狀況是進爐的天然氣管道上只安裝了兩只球閥，壓力表，流量計，沒有調(diào)節(jié)閥， 外管網(wǎng)來的天然氣壓力為1.2MPa，流量不穩(wěn)定，進爐天然氣流量控制只能由人工操作完成，操 作球閥開啟的大小來進行人為調(diào)節(jié)，為此在導(dǎo)熱油爐旁設(shè)立了專門的操作室，操作人員實行三 班倒，通過2006 年1—6 月半年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，人工操作控制時，流量計和壓力表監(jiān)測到進爐天 然氣流量變化幅度為60~90 米 3 /小時，壓力變化幅度為0.03 ~0.2MPa，由于天然氣流量、壓力 變化幅度較大，導(dǎo)致導(dǎo)熱油爐內(nèi)溫度變化范圍較大，為 292℃~334℃之間，使出爐的導(dǎo)熱油溫 度不穩(wěn)定，波動較大，有時超過 330℃，不但不利于導(dǎo)熱油與其它介質(zhì)進行熱交換，并且造成 熱源的浪費，天然氣的浪費耗損，而且人工調(diào)節(jié)速度慢，準確度低。 1 進爐燃氣（天然氣）流量、壓力控制改造 2006 年7 月，對L-801 導(dǎo)熱油爐進爐燃氣系統(tǒng)進行了改造，其一是增加了燃氣緩沖罐， 其二是增加了流量調(diào)節(jié)閥、壓力調(diào)節(jié)閥、一體化孔板流量計、流量積算儀及流量、壓力、溫度 監(jiān)測計量設(shè)備，安裝了PLC 可編程序控制器，進行計算機監(jiān)控。 1.1 增加R-812 燃氣緩沖罐 由于外管網(wǎng)引進的天然氣壓力波動較大，故安裝了一燃氣緩沖罐，主要是能對外引進的天 然氣進行壓力緩沖，外界天然氣先進入罐內(nèi)，進行暫時存貯，壓力達穩(wěn)定狀態(tài)，再進入進爐管 道，這樣外管網(wǎng)壓力有波動的天然氣通過緩沖罐，出罐時壓力基本穩(wěn)定在0.12 ~0.18MPa 之間。 R-812 燃氣緩沖罐設(shè)計壓力為1.6 MPa，最高工作壓力0.2MPa，設(shè)計溫度100℃，容積1.5m 3 ， 容器類別Ⅱ，規(guī)格DN1000×2000，其罐上安裝有壓力、溫度監(jiān)測表、壓力變速器，進行壓力、 溫度監(jiān)測調(diào)節(jié)。 1.2 增加燃氣流量、壓力監(jiān)測調(diào)節(jié)設(shè)備 如圖1 所示，燃氣從緩沖罐出來后要經(jīng)過燃氣調(diào)節(jié)閥組的流量和壓力調(diào)節(jié)，使流量、壓力 值達要求后再進入導(dǎo)熱油爐，圖中所有流量、壓力監(jiān)測調(diào)節(jié)設(shè)備由北京航天動力研究所提供。 燃氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是如何進行調(diào)節(jié)的？ 從導(dǎo)熱油爐內(nèi)的溫度監(jiān)測儀測量的溫度數(shù)值傳送到PLC 控制室，通過PLC 判斷溫度是否正 常，如果溫度偏高（超過320℃），由PLC 自動發(fā)出指令到燃氣調(diào)節(jié)閥組，通過調(diào)節(jié)閥組的燃氣 流量調(diào)節(jié)閥（型號501T-5221LARN），減少進爐燃氣的流量，從而降低爐內(nèi)的溫度。如果爐內(nèi)溫 度偏低（低于300℃），同樣由PLC 自動發(fā)出指令到燃氣調(diào)節(jié)閥組，通過調(diào)節(jié)閥組的燃氣流量調(diào) 節(jié)閥（型號501T-5221LARN），增大進爐燃氣的流量，從而升高爐內(nèi)的溫度，其具體調(diào)節(jié)的流量 接 燃 氣 母 管 P I P I F T T T E P T S S P I 去 點 火 去 放 空 去爐子 接 氮 氣 母 管 球閥Q41M-25 DN32 共5 只 DN15 共1 只 調(diào)節(jié)閥501T-5221LADN DN25 調(diào)1 調(diào)1 調(diào)2 調(diào)節(jié)閥501T-5221LARN DN40 調(diào)2 S 電磁切斷閥TYCO DN40 共2 只 盲板 DN3 2 DN3 2 過濾器32FW1-40/2.5-B DN32 異徑管DN32/25 異徑管DN25/40 DN40 P T P I P I 壓力表Y-100,0~2.5MPa 共4 只 儀表閥 DN10JJM1-64P 共4 只 F T T 流量計DN40 LGDBG-0.2×40 T E 溫度測點組件（共1 件） P T 壓力測點組件（共2 件） 圖1 L-801 導(dǎo)熱油爐進爐燃氣流量、壓力調(diào)節(jié)閥組 值大小由PLC 通過爐內(nèi)溫度偏差值，計算機計算得出流量調(diào)節(jié)數(shù)值。 同樣要保證出爐導(dǎo)熱油的壓力為 1.0 MPa，需對進爐燃氣的壓力進行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)程序 同流量調(diào)節(jié)一樣。 流量、壓力自動調(diào)節(jié)流程圖如圖2 所示： 進爐燃氣的流量、壓力的調(diào)節(jié)是一個持續(xù)不斷的過程，只要出爐導(dǎo)熱油的溫度和壓力偏 離正常值范圍，通過PLC 就必然要對燃氣流量和壓力進行自動調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油的溫度和 壓力達正常值。 2 改造效果評估 2006 年8 月，完成了對L-801 導(dǎo)熱油爐進爐燃氣系統(tǒng)的改造，下面是改造前后各半年時 間內(nèi)測定的進爐天然氣流量、消耗量數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比： 表1 進爐天然氣流量、消耗量數(shù)據(jù)統(tǒng)計值： 時 間 改造前2006 年 改造后2007 年 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 平均流量 米 3 ／小時 76.2 75.9 75.7 75.3 75.1 74.6 66.4 66.3 66.1 66.0 66.1 66.0 月消耗量 米 3 5486 4 5464 8 5450 4 5421 6 5407 2 5371 2 4780 8 4773 6 4759 2 4752 0 4759 2 4752 0 半年消耗量 米 3 326016 285768 半年消耗量 差值（米 3 ） 326016－285768＝40248 從表1 可得出改造后半年時間內(nèi)可節(jié)約天然氣40248 米 3 ，其節(jié)能效果十分明顯。 導(dǎo)熱油溫度、 壓力監(jiān)測得 出數(shù)值 傳送到PLC PLC 判斷出偏 差 通過計算機 計算計計算 出偏差值和 調(diào)節(jié)值 傳送到PLC PLC 發(fā)出流 量、壓力調(diào)節(jié) 指令 傳送到調(diào)節(jié)閥組 調(diào)節(jié)閥組進 行流量、壓力 調(diào)節(jié) PLC 返回 圖2 PLC 進行燃氣流量、壓力自動調(diào)節(jié)流程圖 表2 改造前后人工需求量對比： 時 間 改造前（三班倒） 改造后 操作人員配備 8 人 4 人 工作量 需人工室內(nèi)外操作 控制室內(nèi)遙控操作 3 結(jié)語 L-801 導(dǎo)熱油爐改造后的實際生產(chǎn)運行情況表明，此次改造后其監(jiān)測控制系統(tǒng)能夠比較成 功地測監(jiān)、控制、調(diào)節(jié)進爐燃氣的流量和壓力，一方面使出爐導(dǎo)熱油的溫度和壓力控制在工藝 要求的正常范圍內(nèi)，為石油樹脂裝置的平穩(wěn)、長滿優(yōu)運行創(chuàng)造了良好的條件，另一方面節(jié)約了 大量的燃氣，達到了節(jié)能降耗的目的，體現(xiàn)了計量監(jiān)測裝置在石化裝置的生產(chǎn)運行中能夠發(fā)揮 的獨特作用。www.legangfamen.com
