力控在炼油装置火焰控制中的应用.doc

在炼油行业,加工的原料、半成品及成品多数是易燃易爆的,如果稍有不慎就可能酿成火灾,所以炼油厂对火的控制格外严格,在装置区禁止烟火,对电气焊的管理也有严格规定。但在炼油装置中有两类火不能缺少,一是加热炉中的明火,另一是火炬放空时的明火。
加热燃烧炉加热工艺介质,使其达到相应的温度,使工艺流程顺利完成,其作用不言而喻;火炬是整套生产装置最后的放空燃烧设备,近年来为节能降耗各厂实施了消灭火炬、消灭长明灯项目。熄灭火炬后在装置正常时,生产过程产生的尾气由气柜、压缩机回收利用,火炬不再点燃;在装置发生事故时,需紧急放空,这时因为放空量很大,必须排向火炬烧掉。倘若在大量放空时不能及时点燃火炬,轻则造成环境污染,重则发生空中爆炸的重大事故,后果不堪设想。在我国熄灭火炬项目实施以来,为保证安全,要求火炬必须配备全自动点火系统,而火焰的精确检测是全自动点火系统必不可少的。
2003年大庆石化公司炼油厂新建了一套加氢、制氢联合装置,其中有一台制氢转化炉,加热后的介质达820℃左右,如果炉子灭火,装置就要紧急停工。此装置还附属有火炬系统。本文将根据此装置的配置来说明常规的火焰的监视和控制。
1. 火焰监视系统
为给操作人员提供一个简单,直观监视火焰熄灭和燃烧情况,装置对制氢转化炉和火炬系统安装了一套监视系统。
工作原理
简单说,就是利用摄像机对火焰进行监视。但由于制氢转化炉温度高,对转化炉和火炬火焰需要全天候监视,这就要配备一套带有很多附件的电视监控系统,系统主要包括三套内窥视高温摄像机、一套火炬监视摄像机。以完成对制氢炉内的点火、燃烧情况及火炬火焰等重点部位进行合理而有效的监控和管理。
系统组成
火焰监视系统本着技术先进、操作简单、运行可靠、功能集成、便于扩展的精神,通过对比国内外几家公司产品的性价比较,最后选择了三维力控公司的监控组态软件产品。该监视系统通过图像采集系统、传输系统、控制系统、图像显示系统等几部分集成一体来对该装置的生产进行全过程全天候监视。(系统组成见图1)下面对各部分具体进行介绍。
图像采集系统
根据装置实际情况,图像采集子系统由三套内窥视高温摄像机和一套火炬摄像机组成。内窥视高温摄像机安装于转化炉,由耐高温摄像机组(含进退装置)、冷却保护系统、终端控制箱等设备组成。主要特点有:
具有宽火焰亮度观察性能:可清晰观察从点火到正常燃烧的整个过程。
采用压缩空气强迫冷却措施保护针孔镜头及摄像机在2000℃的高温下系统仍能正常工作。
气动进退装置:采用自动进退装置,体积小、重量轻、可靠性高。
具有进膛前气压正常判断、工作时欠压保护、退膛后系统自动切断气源的功能。这样设计的最大优点是既能保证设备安全,又能最大限度节约系统运行成本。
真彩色、高清晰度:图像色彩鲜艳、逼真,清晰度高。
具有故障报警和自动保护功能。
由于火炬摄像机的距离火焰比较远,温度不高,所以不用内窥视高温摄像机,而采用超夜视型彩色低照度摄像机并配备十倍自动光圈镜头、全方位室外云台,既保证了摄像机的夜视功能,又达到了对火炬的观测效果。
传输系统
在本电视监视系统中,三套内窥视高温摄像机视频传输距离较近,采用视频电缆进行传输,而火炬监视摄像机距控制室1500多米,故采用光缆传输。视频电