趙彥偉 雷建鋒（蘭州石化設(shè)備維修公司，甘肅蘭州730060）

一套酮苯脫蠟裝置爐出口溫度控制方案改進(jìn)

趙彥偉 雷建鋒（蘭州石化設(shè)備維修公司，甘肅蘭州730060）

本文首先對(duì)一套酮苯脫蠟裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，其次對(duì)裝置加熱爐更新改造的原因及改造后爐出口溫度控制上出現(xiàn)的問(wèn)題做了一定的敘述，接著重點(diǎn)對(duì)造成爐出口溫度控制不穩(wěn)的原因以及如何研究、制定并實(shí)施改進(jìn)措施進(jìn)行了詳細(xì)的論述。最后文章也對(duì)改進(jìn)后的實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行了分析和總結(jié)。

出口溫度；加熱爐；前饋

1　裝置簡(jiǎn)介

蘭州石化公司第一套酮苯脫蠟裝置，采用冷點(diǎn)稀釋工藝，1958年由原蘇聯(lián)援建，裝置原設(shè)計(jì)能力為9.17萬(wàn)噸/年，后經(jīng)歷年的改造加工能力達(dá)25萬(wàn)噸/年。裝置由脫蠟結(jié)晶系統(tǒng)、脫蠟回收系統(tǒng)、冷凍系統(tǒng)、脫蠟真空泵系統(tǒng)、脫蠟過(guò)濾系統(tǒng)、脫油結(jié)晶、脫油回收系統(tǒng)、脫油真空過(guò)濾系統(tǒng)組成。2013年由環(huán)球工程公司設(shè)計(jì)，對(duì)裝置儀表控制系統(tǒng)和部分工藝設(shè)備及流程進(jìn)行了更新改進(jìn)，其中工藝設(shè)備及流程改進(jìn)中最主要的是對(duì)加熱爐部分進(jìn)行了更新改進(jìn)。

2　加熱爐部分存在的問(wèn)題

2.1原加熱爐存在的問(wèn)題

裝置原有2臺(tái)加熱爐，其中爐～1設(shè)計(jì)為一爐兩用，即兩路進(jìn)料介質(zhì)不同，爐～1一路進(jìn)料為去蠟油，爐～1二路進(jìn)料為蠟膏。但在實(shí)際使用過(guò)程中，當(dāng)兩路進(jìn)料量差異較大時(shí)，爐膛兩側(cè)溫度差變大，極易造成爐子燒偏或爐管燒穿的事故，特別是在開(kāi)停工過(guò)程中爐子兩路物料不均衡時(shí)，此問(wèn)題表現(xiàn)的尤為突出。

為了解決爐～1一爐兩用造成的去蠟油加熱爐和蠟回收加熱爐爐膛溫度相互影響的問(wèn)題，2013年裝置進(jìn)行了加熱爐改造，將原來(lái)的2臺(tái)加熱爐拆除，新建3臺(tái)加熱爐分別用于去蠟油、蠟及蠟下油回收系統(tǒng)。

2.2加熱爐更新后存在的問(wèn)題

裝置改造前，2臺(tái)加熱爐溫度控制方案均采用出口溫度單回路控制，即爐出口溫度控制燃料線流量的控制方案（燃料線上另有燃料油壓力控制回路）。加熱爐更新改造后，為每臺(tái)加熱爐燃料油線分別安裝一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)用以檢測(cè)燃料油流量，同時(shí)將加熱爐出口溫度控制方案改為爐出口溫度和燃料油流量串級(jí)控制，但在開(kāi)工后的實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)當(dāng)燃料油流量小幅波動(dòng)后爐膛溫度將會(huì)產(chǎn)生大幅的波動(dòng)，使得爐出口溫度也隨之波動(dòng)。對(duì)主副回路參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整后，串級(jí)回路仍無(wú)法投入自動(dòng)運(yùn)行，嚴(yán)重影響了工藝生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。

3　原因分析

問(wèn)題出現(xiàn)后我們分別從工藝和儀表兩方面進(jìn)行了分析，力求盡快解決，保證工藝生產(chǎn)安全平穩(wěn)運(yùn)行。

3.1儀表因素分析

改造前原加熱爐溫度控制方案采用爐出口溫度直接控制燃料油流量。

改造后設(shè)計(jì)為爐出口溫度和燃料油流量串級(jí)控制。其中，燃料油流量檢測(cè)儀表為新增3臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)，但由于工藝所提供原始參數(shù)和實(shí)際用量存在較大偏差，而使得3臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)在選型上量程偏大，實(shí)際使用時(shí)最大流量?jī)H達(dá)到滿量程的7%，當(dāng)燃料油用量過(guò)小時(shí)質(zhì)量流量計(jì)儀表指示為零。

3.2工藝因素分析

改造前后工藝設(shè)備的變動(dòng)為：將原有的2臺(tái)加熱爐拆除，新建3臺(tái)加熱爐分別用于去蠟油、蠟及蠟下油回收系統(tǒng)。其中爐～1原料為去蠟油，用于去蠟油回收系統(tǒng)；爐～2原料為蠟膏，用于蠟回收系統(tǒng)；爐～3原料為蠟下油，用于蠟下油回收系統(tǒng)。3臺(tái)加熱爐中，爐～1、爐～2原料流量較為穩(wěn)定，工藝正常運(yùn)行時(shí)波動(dòng)不大，但由于受工藝過(guò)濾器定時(shí)溫洗的影響，爐～3進(jìn)料流量需較為頻繁的提降，導(dǎo)致流量波動(dòng)較大，對(duì)爐膛溫度以及爐出口溫度會(huì)造成一定的影響。

通過(guò)對(duì)儀表和工藝兩方面因素的分析，我們認(rèn)為燃料線流量測(cè)量?jī)x表量程過(guò)大是造成串級(jí)回路波動(dòng)過(guò)大、不能正常投入運(yùn)行的主要原因。另外，爐～3進(jìn)料量頻繁波動(dòng)也是造成回路控制不穩(wěn)，波動(dòng)過(guò)大的原因之一。

4　制定解決方案

對(duì)于儀表選型不當(dāng)造成的量程過(guò)大，裝置正常開(kāi)工期間暫時(shí)無(wú)法解決，而爐～3進(jìn)料量頻繁波動(dòng)也是由于工藝特性所導(dǎo)致。所以我們考慮改變現(xiàn)有的加熱爐出口溫度控制方案。

在以上分析的基礎(chǔ)上，并借鑒以往的控制經(jīng)驗(yàn)我們制定了2套改進(jìn)方案。

4.1對(duì)爐～1、爐～2仍采用加熱爐改造前的爐出口溫度單回路控制，或者采用爐膛溫度和爐出口溫度串級(jí)控制。

4.2對(duì)爐～3采用爐膛溫度和爐出口溫度串級(jí)控制，或者采用爐膛溫度和爐出口溫度串級(jí)加進(jìn)料流量前饋控制。

后經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)調(diào)試，最終解決方案確定為：對(duì)爐～1、爐～2采用爐出口溫度單回路控制，對(duì)爐～3采用爐膛溫度和爐出口溫度串級(jí)加流量前饋控制。

5　改進(jìn)的實(shí)施

5.1控制原理圖

爐～3為兩路進(jìn)料，我們?nèi)陕愤M(jìn)料流量之和做為前饋信號(hào)參與串級(jí)控制。其中，爐出口溫度為主變量，爐膛溫度為副變量。系統(tǒng)控制原理方框圖如下：

圖～1　系統(tǒng)方框圖

5.2程序?qū)崿F(xiàn)

當(dāng)引入加熱爐兩路進(jìn)料流量之和做為前饋信號(hào)后，需對(duì)副回路量程做相應(yīng)的更改，使其與主回路輸出和前饋信號(hào)之和所對(duì)應(yīng)。另外，程序中增加了比例系數(shù)K，可根據(jù)加熱爐進(jìn)料流量變化對(duì)副回路爐膛溫度變化的影響來(lái)計(jì)算設(shè)置。

6　結(jié)語(yǔ)

總而言之，此次控制方案的改進(jìn)既彌補(bǔ)了儀表選型的不足，也克服了工藝進(jìn)料波動(dòng)對(duì)爐出口溫度控制所帶來(lái)的影響，滿足了工藝要求，得到了工藝人員的認(rèn)可。

［1］《儀表維修工》，石油大學(xué)出版社.

［2］《DELTAV課程7009》，EMERSON.