基于PLC的一氧化碳焚烧炉控制系统的设计

2010-07-26 15:41:38来源: 李志武

  0 引言

  催化裂化再生工艺有完全再生和不完全再生两种形式。对于不完全再生工艺,烟气中含有3%~10%的一氧化碳,其回收利用是节约能源保护环境的一项重要课题。对于完全再生工艺,由于热平衡及再生设备的限制,往往需要改造再生设施,设备投入比较大。此外,重油催化裂化进料中含有较高的贵重金属(如,铂、铑等),生产运行中引起催化剂失效,助燃剂损失也较大。因此.催化裂化再生工艺常采用不完全再生工艺,配以后续装置清除一氧化碳气体。许多炼油厂设置一氧化碳余热锅炉,辅以瓦斯气助燃,回收C0高温再生烟气的物理显热和化学能,同时消除再生烟气中CO及其他有害气体对大气的污染。

  目前,CO焚烧炉和余热锅炉控制系统采用国外进口模块化的集散控制系统(DCS)、顺序控制系统(SCS),设备价格比较昂贵。另外。由于知识产权保护和技术沟通问题,设备一旦出现问题,现场技术人员无法及时判断、处理异常现象,再生烟气中CO及其他有害气体无法完全燃烧或爆燃,造成下游装置的余热锅炉炉管超温,过热蒸汽品质降低等严重事故。针对以上情况研究和设计了一套独立的基于PLC的焚烧自动控制系统,该设计简单易行,设备成本和维护费用较低,降低了对国外技术的依赖性,大幅度地提高了生产的安全性和可靠性。

  1 焚烧炉工艺概况

  CO焚烧炉为圆筒形直立结构,其下部为燃料燃烧室,中下部为催化再生烟气与二次风混燃的混合室。催化再生烟气进入焚烧炉后与燃烧后的高温烟气充分混合,使催化再生烟气温度达到着火点(约850℃),使CO在焚烧炉内绝热燃烧。焚烧后产生的高温烟气进入余热锅炉系统,用于产生3.82 MPa,450℃的中压过热蒸汽。

  焚烧炉燃烧室部分采用环形进气、进风系统,进风管环形布设于燃烧室外侧,在燃烧室壁四周开设有均匀分布的若干进气/进风口,使燃气(燃油)从四周径向喷入燃烧室,在燃烧室内形成涡流,使燃料充分完全燃烧。混合室部分采用同样的设计理念,中下部的再生烟气经多个径向圆孔切向进入焚烧炉,二次风供给系统是沿烟气喷口周边进风,确保再生烟气与燃烧室出口的高温烟气充分强烈混合,使再生烟气在焚烧炉内绝热燃烧。

  燃烧器采用油气联合燃烧器,油气管为套装结构,中间为油嘴,外套管为气嘴,油嘴为压力蒸汽雾化油,气嘴采用0.3~0.5 MPa高压瓦斯,可油、气单烧,也可油气混烧。本例以瓦斯气为主,若瓦斯量不足等异常情况发生时,补烧燃料油。

  2 焚烧炉控制系统组成

  根据焚烧炉的燃烧工艺,确保装置的安全运作,并考虑节省投资,焚烧系统原则流程控制图如图1所示。

焚烧系统原则流程控制图

[1] [2] [3] [4]

关键字:PLC  焚烧炉工艺

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0726/article_1255.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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