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压力变送器控制加热炉断流系统的原理与现场应用效果

作时间:2014-02-14  来源:  作者:
   

  摘 要: 卧式加热炉为联合站原油稳定系统中一重要设备, 担负着稳定原油提留前的加热工作, 尽管加热炉实施了自动化智能控制, 但由于加热的原油为油、气、水三项混合物, 原油中含气量不稳定, 因此加热泵断流时加热炉会产生空烧加热管, 使加热管内原油焦结的现象, 更严重时有可能引发加热炉烧毁甚至于爆炸的重大安全事故。因此针对此种情况, 对加热炉使用压力变送器控制加热炉断流系统。

 

卧式加热炉为联合站原油稳定系统中一重要设备, 担负着稳定原油提留前的加热工作, 工作环境为高温、高压, 为本站重点安全防范设备。加热泵担负着原稳塔和加热炉之间的原油循环动力设备。由于工作环境高温, 当原油含水超过0. 5% 时, 会发生因水蒸气而使泵抽空现象; 或者原油中含有杂质将过滤器堵塞, 发生加热泵供液不足断流现象。加热泵断流后, 原油不能及时地补充到加热炉的加热管里, 空烧加热管使加热管内原油产生焦结现象, 更严重时有可能引发加热炉管烧毁甚至于着火爆炸的重大安全事故。

     因此联合站针对此种情况, 采用压力变送器传递信号给DCS 微机控制系统, 微机控制系统传递信号实施对加热炉电路的控制。当加热泵断流时, 加热炉自动灭火, 有效避免了加热泵断流引发的加热炉空烧现象, 避免了因加热管内原油空烧时焦结, 引发的加热炉进、出口的压差增加隐患, 保证了加热炉系统的正常工作。

 

2 控制系统工作原理

    根据本联合站的实际生产情况, 采用在加热炉进口安装压力变送器来达到控制加热炉进出口压差的方法, 应对加热泵断流的现象。加热炉内的油流断流的原因是: 加热原油介质是油、气、水三项混合物,油流在经过二、三级换热系统加热后, 部分原油伴生气会析出, 原油中的水会气化成水蒸气, 使油流含气量不稳定, 有时可能会出现某一时间段内流程内基本上全部是气体。而往加热炉泵油的加热泵是转子离心泵, 当流程内介质是气体时, 加热泵就会出现抽空现象。当原油介质内杂质较多堵塞过滤器时, 也会因供液不足造成加热泵抽空现象。当加热泵抽空时, 加热管就会产生空烧现象, 情况较轻时, 易引起加热炉盘管焦结, 使加热管内加热截面积减小, 加热炉进出口压差增大, 给生产设备的正常运行造成负面影响。严重时可能引起加热管受热变形扭曲, 甚至于产生加热炉烧毁或爆炸事故。加热泵抽空时, 加热炉进、出口压力均会急剧降低, 进口压立刻将至0.12MPa, 出口压力可降至0. 06MPa。正常工作时, 出口压力是0. 13~0. 17MPa, 进口压力是0. 25~ 0.35MPa。根据这一特点, 联合站在加热炉的进口处安装一压力变送器, 压力变送器将信号传递给微机, 当高于设定值或低于设定值时, 压力变送器传递信号给微机控制系统, 微机控制加热炉智能控制电路, 使线路处于断开状态, 加热炉自动灭火。根据这一原理, 我们将加热炉燃烧器控制线路断开的高位报警点调至0. 35MPa, 低位报警调制0. 24MPa, 而加热炉正常工作时压力变送器正常的工作范围在0. 25~0.35MPa, 正常工作时线路是闭合的。工作指示图:

 

加热炉正常工作时压力变送器正常的工作线路状态

 

加热炉智能配电柜的控制电路中有一个号线路和34 号线路是常闭合的34 线路断开时,加热炉的控制电路将断电系统将会自动停止加热炉的工作利用这一特性我们将微机控制线路引线的分别接在34 接点上与智能配电柜相连接。示意图如下:

 

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加热泵正常工作时, 压力正常, 因此压力变送器传递给微机的信号是0. 25~0. 35MPa, 智能配电柜5 和34 接口的是闭合的。当加热泵抽空或流程断流时,电接点压力表指针会瞬间降至0. 12MPa, 低于设定的0. 24MPa, 此时压力变送器传递给微机的信号是低压报警, 控制智能配电柜5 和34 接点的线路也将断开, 系统会自动停止工作, 从而使加热炉停止工作, 能够起到防止加热炉空烧现象的发生。当加热泵工作异常压力高于0. 35MPa 时, 压力变送器传递给微机的信号是高位报警, 控制智能配电柜线路也会断开, 加热炉自动停止工作。加热炉停炉后, 现场设备流程经值班人员检查、调整, 具备工作条件后, 可点炉进行正常生产。

3 现场应用效果

压力变送器控制加热炉断流系统的应用, 有效减少了加热炉空烧事故发生的可能性, 消除了重大的安全隐患。从而使加热炉一直处于正常的工作状态, 避免了加热泵抽空时产生的加热管空烧现象, 而加热管空烧易会引起加热炉盘管焦结、加热炉进出口压差增加, 严重时可能引起加热管受热变形扭曲,甚至于产生加热炉烧毁或爆炸事故。压力变送器控制断流系统的应用保证了原稳生产系统所需的油流的正常, 加热炉系统的进、出口压差由以上对策使用前的最高压差0. 22MPa, 稳定在现在的0. 12MPa 左右, 使用效果非常明显。更重要的是控制系统的使用, 提高了整个加热炉系统的安全使用性能, 杜绝了重大安全事故发生的可能性, 保证了原稳系统的正常生产, 为本站创造了可观的经济效益和社会效益

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