聚酯装置热媒炉燃气改造的研究与实现

论文摘要

热媒炉作为聚酯工业中的重要加热设备，其运行状况直接影响着聚酯生产的好坏，同时，热媒炉的效率也是目前聚酯工业研究的主要方向。中石化洛阳石化分公司聚酯装置使用的三台热媒炉，由于设备的自动化程度比较低，频繁出现故障，给聚酯生产带来了严重不良影响。为彻底排除故障隐患，有必要对燃烧控制系统换代改造，采用更先进更稳定的控制方式，因此提出了对热媒炉进行燃气改造的项目。本文在分析热媒炉进行燃气改造必要性的基础上，重点设计了热媒炉出口压力的串级控制方案以及燃烧控制系统的PLC实现。首先，介绍了聚酯装置的应用，以及聚酯生产线上重要加热设备热媒炉的基本结构，提出了热媒炉燃气改造的目标和要求；其次，描述了燃烧控制系统的组成，在此基础上提出了燃气改造的初步设计方案；接着，详细介绍了热媒炉出口压力和燃料油流量的串级控制理论、方法及特点；另外，还针对热媒炉系统的点火过程以及安保联锁对控制要求高这一现状，提出PLC控制和上位机组态，对点炉过程具体的设计了软硬件配置，并给出了顺序流程图；最后针对排烟温度高直接影响着热媒炉热效率的问题，对烟气余热回收系统提出了改进方案，提出组合式水热媒空气预热系统代替原来的板换预热器的解决办法，并对改造前后的系统进行了比较。本论文针对洛阳石化热媒炉的燃气改造问题，提出了具体的燃烧控制系统改造方案。该控制方案保留了部分现有的配套系统，并进行了升级改造，最终解决了旧的燃烧系统的故障隐患，保证了生产的稳定运行。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 本课题的研究背景及国内外现状
• 1.2.1 聚酯装置的简单介绍
• 1.2.2 聚酯工艺的发展历史
• 1.2.3 热媒炉的研究现状
• 1.3 论文主要研究内容及方法
• 1.3.1 本论文的控制重点
• 1.3.2 本论文的研究内容
• 第二章 聚酯装置热媒炉的情况综述
• 2.1 热媒炉简介
• 2.1.1 热媒炉的结构
• 2.1.2 热媒炉存在的问题
• 2.1.3 解决办法
• 2.2 热媒炉燃气改造的方案设计
• 2.2.1 燃气改造的必要性
• 2.2.2 热媒炉的改造要求
• 2.2.3 燃烧气的供应条件
• 2.2.4 改造方案的设计
• 2.3 燃烧控制系统介绍
• 2.3.1 燃烧系统流程简述
• 2.3.2 燃烧系统各部分介绍
• 2.4 本章小结
• 第三章 燃气改造方案的设计和燃烧器的改造
• 3.1 热媒炉出口压力的控制
• 3.1.1 压力-流量串级控制方案的选定
• 3.1.2 控制系统各元件的确定
• 3.1.3 串级控制系统的参数整定
• 3.2 助燃风控制系统
• 3.2.1 供风燃油比控制的缺陷
• 3.2.2 风油比的合理调节
• 3.3 燃烧器的改造
• 3.3.1 燃烧器介绍
• 3.3.2 燃烧器的现状
• 3.3.3 燃烧器的改造
• 3.4 本章小结
• 第四章 燃烧控制系统的 PLC 实现
• 4.1 西门子 S7-400 PLC 控制器简介
• 4.1.1 S7-400 PLC 的基本结构
• 4.1.2 PLC 的硬件结构
• 4.1.3 上位机的主要功能
• 4.2 PLC 的硬件配置
• 4.2.1 PLC 选型及设计
• 4.2.2 PLC 各模块的选配
• 4.3 PLC 的软件配置
• 4.3.1 PLC 的软件设计
• 4.3.2 点炉过程
• 4.3.3 安保联锁过程
• 4.4 PLC 的通讯方案设计
• 4.5 PLC 在热媒炉控制系统中的其他应用
• 4.6 本章小结
• 第五章 烟气余热回收系统
• 5.1 板换空气预热器存在的问题
• 5.2 组合式水热媒空气预热器系统
• 5.2.1 工作原理
• 5.2.2 组合式空气预热器的设计
• 5.2.3 性能参数
• 5.2.4 水热媒系统操作注意事项
• 5.3 水热媒空气预热器与板换空气预热器的比较
• 5.3.1 水热媒空气预热器的优点
• 5.3.2 经济效益比较
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 附图
• 在读硕士期间承担科研项目及取得成果
• 致谢