加热炉燃烧系统

摘要

本发明提供了一种加热炉燃烧系统，所述加热炉燃烧系统包括炉管、烟囱、加热炉、长明灯及控制管理装置，所述炉管和所述烟囱分别与所述加热炉连接，所述长明灯设置在所述加热炉内，所述控制管理装置与所述加热炉连接，用于控制管理所述加热炉燃烧过程中各个操作。本发明加热炉燃烧系统采用了严格的工艺操作。其采用可靠的计算机来代替人工操作，克服了由于炉子启动，燃烧管理等原因而造成的隐患，同时减轻了操作工的劳动强度，延长了设备使用寿命。

权利要求

1.一种加热炉燃烧系统，其特征在于，所述加热炉燃烧系统包括炉管、烟囱、加热炉、长明灯及控制管理装置，所述炉管和所述烟囱分别与所述加热炉连接，所述长明灯设置在所述加热炉内，所述控制管理装置与所述加热炉连接，用于控制管理所述加热炉燃烧过程中各个操作；加热炉管理系统将紧急停车、初始条件热启动吹扫、阀门权限、冷启动吹扫、点长明灯、启动燃烧器、停燃烧器操作与控制做成功能模块，所述控制管理装置包括辅助操作台，所述辅助操作台上设置有初始条件模块、热启动吹扫模块、冷启动吹扫模块、点长明灯模块、启动燃烧器模块及紧急停车模块，初始条件模块、热启动吹扫模块、冷启动吹扫模块、点长明灯模块、启动燃烧器模块的运行都受紧急停车功能模块的监控，热启动吹扫模块和冷启动吹扫模块控制加热炉进行吹扫操作，初始条件模块借由计算机扫描自动判断吹扫空气或氮气是否达到最低流量，如果没有达标就会报警，返回到前一步骤，重新开始；加热炉管理系统与分散控制系统连接，并将加热炉管理系统的信息与数据传递到分散控制系统，分散控制系统具有燃料气控制线，加热炉管理系统具有联锁切断线，燃料气控制线能够对燃料气通路进行切断，加热炉管理系统通过紧急停车模块控制联锁切断线对燃料气通路进行切断，加热炉管理系统利用硬触点DO与DI与分散控制系统联动，分散控制系统的燃料气控制线与加热炉管理系统的联锁切断线联动。

2.如权利要求1所述的加热炉燃烧系统，其特征在于，所述辅助操作台上设置有余热系统模块。

3.如权利要求2所述的加热炉燃烧系统，其特征在于，所述热启动吹扫模块和所述冷启动吹扫模块控制所述加热炉进行吹扫操作，所述吹扫操作采用的吹扫介质为空气或氮气。

4.如权利要求3所述的加热炉燃烧系统，其特征在于，所述吹扫介质的体积大于等于10倍的所述加热炉容积量。

5.如权利要求1所述的加热炉燃烧系统，其特征在于，所述控制管理装置还包括联锁控制阀权限控制模块，用于管理所述加热炉燃烧系统中阀门的权限。

6.如权利要求1所述的加热炉燃烧系统，其特征在于，所述加热炉燃烧系统还包括余热系统，所述余热系统包括鼓风机、预热器及引风机，所述鼓风机与所述预热器连接，所述引风机与所述预热器连接，且连接至所述烟囱，所述预热器与所述烟囱连接。

7.如权利要求6所述的加热炉燃烧系统，其特征在于，所述预热器包括前置空气预热器、水热媒空气预热器及管式空气预热器，所述水热媒空气预热器和所述管式空气预热器串联在所述前置预热器和所述引风机之间，所述前置空气预热器与所述鼓风机连接。

说明书

加热炉燃烧系统

技术领域

[0001] 本发明涉及石油化工领域，特别涉及一种加热炉燃烧系统。

背景技术

[0002] 在石油化工炼油领域中，加热炉是将物料或工件加热到轧制呈锻造温度的设备。常规加热炉的启动一般都是人工现场手动进行。

[0003] 然而，由于人的不确定与变化因素，在操作过程中违反工艺规程中时常发生炉子闪爆隐患。

[0004] 现有技术中加热炉开工条件通常都靠人工判断，由几个操作工到现场观察向班长汇报，班长再根据各岗位操作工汇报并进行判别。这种靠人工判别的管理往往会造成误判与漏判，又加上人的不稳定因素而造成判断错误而造成隐患。例如：燃料气分液罐液位判别，如果此判错，会造成燃料气带液而发生闪爆，此事故在炼厂加热炉运行时均发生过。

[0005] 同时人工现场操作人手不够，劳动强度大，特别是我国的大炉子，燃烧器有80-100台，其开停工的劳动强度很大，一有不小心就会发生闪爆隐患。在加热炉启动过程中，由于违反操作规程而造成炉子闪爆的现象也经常发生，这都是加热炉操作的管理不当而造成。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中加热炉采用人工启功和管理容易出现炉内闪爆的缺陷，提供一种加热炉燃烧系统。

[0007] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种加热炉燃烧系统，其特点在于，所述加热炉燃烧系统包括炉管、烟囱、加热炉、长明灯及控制管理装置，所述炉管和所述烟囱分别与所述加热炉连接，所述长明灯设置在所述加热炉内，所述控制管理装置与所述加热炉连接，用于控制管理所述加热炉燃烧过程中各个操作。

[0008] 较佳地，所述控制管理装置包括辅助操作台，所述辅助操作台上设置有初始条件模块、热启动吹扫模块、冷启动吹扫模块、点长明灯模块、启动燃烧器模块、余热系统模块及紧急停车模块，用于控制所述加热炉的运行。

[0009] 较佳地，所述热启动吹扫模块和所述冷启动吹扫模块控制所述加热炉进行吹扫操作，所述吹扫操作采用的吹扫介质为空气或氮气。

[0010] 较佳地，所述吹扫介质的体积大于等于10倍的所述加热炉容积量。

[0011] 较佳地，所述控制管理装置还包括联锁控制阀权限控制模块，用于管理所述加热炉燃烧系统中阀门的权限。

[0012] 较佳地，所述加热炉燃烧系统还包括余热系统，所述余热系统包括鼓风机、预热器及引风机，所述鼓风机与所述预热器连接，所述引风机与所述预热器连接，且连接至所述烟囱，所述预热器与所述烟囱连接。

[0013] 较佳地，所述预热器包括前置空气预热器、水热媒空气预热器及管式空气预热器，所述水热媒空气预热器和所述管式空气预热器串联在所述前置预热器和所述引风机之间，所述前置空气预热器与所述鼓风机连接。

[0014] 本发明的积极进步效果在于：本发明加热炉燃烧系统采用了严格的工艺操作。其采用可靠的计算机来代替人工操作，克服了由于炉子启动，燃烧管理等原因而造成的隐患，同时减轻了操作工的劳动强度，延长了设备使用寿命。

附图说明

[0015] 本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

[0016] 图1为本发明加热炉燃烧管理系统的流程图。

[0017] 图2为本发明加热炉燃烧管理系统中余热系统的流程图。

[0018] 图3为本发明加热炉燃烧管理系统中长明灯和燃烧器点火的流程图。

[0019] 图4为本发明加热炉燃烧管理系统的模块应用控制系统图。

具体实施方式

[0020] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

[0021] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0022] 图1为本发明加热炉燃烧管理系统的流程图。图2为本发明加热炉燃烧管理系统中余热系统的流程图。图3为本发明加热炉燃烧管理系统中长明灯和燃烧器点火的流程图。

[0023] 如图1至图3所示，本发明的一个实施例中公开了一种加热炉燃烧系统，其包括炉管、烟囱20、加热炉10、长明灯40及控制管理装置，所述炉管和烟囱20分别与加热炉10连接，长明灯40设置在加热炉10内，所述控制管理装置与加热炉连接，用于控制管理加热炉10燃烧过程中各个操作。

[0024] 优选地，所述控制管理装置包括辅助操作台，所述辅助操作台上设置有初始条件模块、热启动吹扫模块、冷启动吹扫模块、点长明灯模块、启动燃烧器模块、余热系统模块及紧急停车模块，用于控制加热炉10的运行。所述热启动吹扫模块和所述冷启动吹扫模块控制加热炉10进行吹扫操作，所述吹扫操作采用的吹扫介质为空气或氮气。特别地，吹扫介质的体积大于等于10倍的所述加热炉容积量。

[0025] 另外，所述控制管理装置还包括联锁控制阀权限控制模块，用于管理所述加热炉燃烧系统中阀门的权限。

[0026] 进一步地，所述加热炉燃烧系统还包括余热系统，所述余热系统包括鼓风机31、预热器及引风机32，将鼓风机31与所述预热器连接，引风机32与所述预热器连接，且连接至烟囱20，所述预热器与烟囱20连接。所述预热器包括前置空气预热器33、水热媒空气预热器34及管式空气预热器35，将水热媒空气预热器34和管式空气预热器35串联在前置预热器33和引风机32之间，使得前置空气预热器33与鼓风机31连接。

[0027] 图4为本发明加热炉燃烧管理系统的模块应用控制系统图。如图4所示，本发明加热炉燃烧管理系统在操作过程中进行如下动作：

[0028] 在加热炉正常开工过程中，启动初始条件与吹扫程序50、加热炉启动长明灯51，同时启动燃烧器程序52，使得加热炉正常运行。当制硫炉非正常停工时，需要停燃烧器53和停长明灯54。同时，在加热炉正常停工过程中，同样要停燃烧器53和停长明灯54。

[0029] 本发明加热炉燃烧管理系统采用初始条件功能，借由计算机扫描自动判断(在BMS系统中有)，这种即快又可靠，此功能模块会自动指出有几个条件未达到要求并报警。

[0030] 在炉子已点过火，炉膛及设备空间内可能存在可燃烧气体，或燃料油，并且温度也比较高时，通过氮气或者蒸汽吹扫，防止发生内爆现象。

[0031] 当炉子第一次点火，在炉膛及设备空间内不可能存在可燃气体或燃料油时，吹扫介质可以采用空气。

[0032] 本发明加热炉燃烧管理系统根据工艺操作规程严格区分冷、热吹扫。

[0033] 在这些功能模块中，吹扫空气(氮气)体积量是炉膛容积量的10倍以上，所以强制规定了吹扫空气(氮气)最低流量与最小时间。如果这些操作参数没有达标，就会报警，返回到前一步骤，重新开始。如果没有吹扫干净就有可能发生内爆。

[0034] 加热炉燃烧管理系统的投用基本克服了由于吹扫不达标而发生的事故现象。其设置了联锁控制阀权限控制模块(IACM)，对于加热炉的燃料气，高压与低压控制阀及空气控制阀的动作受到ESD及吹扫、点火的指令进行控制。在炉子启动时，火嘴的燃烧与装置的运行各阶段对这些阀门权限进行管理的模块。这种权限功能可以保证从炉子一开始启动就可以投入紧急停车功能ESD。它保证了安全监控从头到底都运行，并且达到一体化，克服了炉子前期启动阶段的安全隐患。在没有投用炉子BMS系统之前。在启动炉子时由于没有ESD安全监控，在点火之后发生炉子燃烧室温度快速上升而烧坏燃烧器与点火枪的事故(中石化浦光气田硫磺燃烧炉启动)

[0035] 本发明加热炉管理系统中的辅助操作台设置在主控室，辅助台上有长明灯，燃烧器火焰指示灯，有手/自动切换开关，有燃烧气高压压力声光报警。有人工紧急停炉(ESD)按钮。一旦发生紧急情况，操作工可以操作按紧急停炉按钮，使加热炉自动停炉，自动切断燃料气。

[0036] 由于我们国家的加热炉基本上都是国产化的炉子，其特点是燃烧器(火嘴)数量多，在辅助台上将每一个燃烧器火焰的情况指示，可以帮助操作工判断火嘴燃烧状况，采取措施。此辅助操作台一般采用高可靠性三取二，其与控制器主机通讯采用冗余配置，形成加热炉不可分割的部分。

[0037] 根据上述描述，本发明加热炉燃烧管理系统后由计算机控制管理，并且严格按上述国际，国内标准进行操作管理，按各功能模块来控制燃料气切断线，空气切断线并将长明灯，燃料器火焰信号输入计算机。这样不仅克服了事故隐患，又可以减轻操作工的劳动强度。

[0038] 如图4所示，本发明加热炉燃烧管理系统利用计算机硬件平台，将运行软件实行模块化，将加热炉管理系统与分散控制(DCS)系统通过RS-485Modbus通讯形式将加热炉管理系统的信息与数据链传到分散控制(DCS)系统，在分散控制(DCS)系统中可以一目了然加热炉管理系统运行状况。同时加热炉管理系统利用硬触点DO与DI与分散控制(DCS)联动。在加热炉管理系统运行过程中通过硬触点DO联动分散控制(DCS)的控制系统，实现分散控制(DCS)系统的控制线与加热炉管理系统的联锁切断线联动。例如，在吹扫过程过，燃烧气切断线关闭的同时加热炉管理系统通过DO点联动分散控制(DCS)系统的燃料气控制线强制关闭。这种双阀关闭，可以保证燃料气的关闭，防止切断阀的泄漏，造成炉膛闪爆事故[0039] 加热炉管理系统将初始条件热启动吹扫、伐门权限、冷启动吹扫、点长明灯、启动燃烧器、停燃烧器、余热系统、鼓风机、引风机等操作与控制做成功能模块，同时将紧急停车也做成功能模块，将加热炉燃料管理变为功能模块的运行过程，如图四。可见，各功能模块运行都受制于紧急停车功能模块ESD的监控，就是说加热炉无论运行到何阶段，万一发生瓦斯压力低，分液罐液位高，燃料器非正常熄火，炉膛压力高等超限情况发生，ESD就会发出声光报警，并进行紧急停车。所以紧急停车ESD从一开始就起作用，不像以前(不投用BMS)紧急停ESD要待炉子开得正常以后才能投用。但是加热炉发生闪爆事故往往在ESD没有投用的吹扫、点火、启动燃烧器阶段发生。从图四中可以看出，加热炉管理系统实际上将过程运行的初始条件、热启动吹扫、冷启动吹扫、点长明灯、启动燃烧器、余热系统的管理、鼓风机、引风机运行管理，阀门权限管理的功能模块结合了紧急停车ESD功能模块，并与分散控制(DCS)系统联动。而紧急停车ESD作为加热炉管理系统内的一个功能模块，加热炉管理系统又通过DO与DI硬触点与分散控制(DCS)系统联动，这就突现了加热炉紧急停车(ESD)的运行管理功能与分散控制(DCS)系统控制实现一体化运行，这大大提高了加热炉的燃烧管理功能，又提高加热炉的控制水平和科学管理。严格防止违反操作规程的情况发生，克服了加热炉安全隐患事件的发生。

[0040] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。