Способ регулирования нагрева в трубчатой печи

 

Изобретение относится к способам регулирования параллельно работающих печей, нагревающих вещество, и может быть применено в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Целью изобретения является экономия топлива и упрощение аппаратурной реализации при параллельном нагреве вещества в двух идентично регулируемых печах с общим приемником. Способ регулирования расхода вещества в печах позволяет определить из двух печей одну с более высоким КПД и за счет увеличения ее нагрузки при сохранении суммарного расхода нагреваемого вещества постоянным уменьшить по сравнению с прототипом количество потребляемого топлива для нагрева определенной массы вещества до заданной температуры. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 C 10 G 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4332614/23-26 (22) 25.11.87 (46) 30. 05.90. Бюл. И 20 (75) В. М. Слободкин, Ш.А. -К, Миндубаев, В, В. Лабзов, В.Л. Круглов, Л.И. Ракчеев, В.A. Королев и В.П. Павлычев (53) 66.012-52(088.8) (56) Андерс В.Р. и Пантаев Н,ф. Автоматическое регулирование процессов переработки нефти. Гостоптехиздат, 1951, с. 189, фиг. 117.

Анисимов И.В. Основы автоматического управления технологическими процессами в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Л.:

Химия, 1967, рис. VzZ. 10. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРЕВА

В ТРУБЧАТОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к способам регулирования двух параллельно работающих трубчатых печей.

Цель изобретения - экономия топлива и упрощение аппаратурной реализации при параллельном нагреве вещества в двух идентично регулируемых печах с общим приемником.

Экономия топлива происходит путем распределения наrpeваемого вещества между печами при сохранении его суммарного количества постоянным таким образом, что печь, имеющая более высокий КПД, нагружается больше, а печь, имеющая более низкий КПД, нагружается меньше.

ÄÄSUÄÄ 1567596 A 1

2 (57) Изобретение относится к спосо бам регулирования параллельно работа . ющих печей, нагревающих вещество, и может быть применено в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Целью изобретения является экономия топлива и упрощение аппаратурной реализации при параллельном нагреве вещества в двух идентично регулируемых печах с общим приемником. Способ регулирования расхода вещества в печах позволяет определить из двух печей одну с более высоким КПД и за счет увеличения ее нагрузки при сохранении суммарного расхода нагреваемого вещества постоянным, уменьшить по сравнению с прототипом количество потребляемого топлива для нагрева определенной массы вещества до заданной температуры. 1 ил.

Согласно способу регулирования нагрева в трубчатой печи, включающему измерение и регулирование заданного расхода награваемого вещества, измерение температуры нагреваемого вещества на выходе из печи и стабилизацию температуры изменением расхода топлива в печь, расход вещества в печь периодически изменяют на шаговую величину, сохраняя суммарный расход через обе печи, причем время между последовательными периодическими очередными шагами больше времени, необходимого для восстановления температуры нагреваемого вещества на выходе из отдельных печей после шагового изменения ь

1567596 расхода вещества, определяют температуру всего вещества, нагретого в обеих печах в момент очередного шагового изменения и после него через время, меньшее необходимого для восста новления температуры, и если второе значение меньше первого, направление очередного шага меняют и производят внеочередное изменение расхода вещества через печи на величины, противоположные величинам предыдущего очередного шага, сохраняя суммарный расход, как и при очередных шагах.

Периодическое шаговое изменение расхода нагреваемых веществ в печах с переменой направления очередного шага в случае, если предыдущий шаг привел к понижению температуры смеси по сравнению с предыдущим замером, поз- 20 валяет перевести печи после нескольких таких шагов в такой режим работы, когда суммарный расход топлива в обе печи становится меньшим; чем до начала таких шагoBblx изменений расхода. 25

Частота и величина периодических шаговых изменений расхода вещества выбирается, с одной стороны, так, чтобы уменьшить колебания, вносимые в технологический процесс> с другой сто-ЭО роны, так, чтобы, система успевала реагировать на изменения удельных расходов топлива и могла бы обнаруживать их по отклонениям температуры веществ в объединенном потоке. Для установки нефтепереработки удовлетворительными являются шаговые изменения расхода величины в два- три процента от общего расхода, осуществляемые с частотой один раз в один или два часа. 40

Необходимость смены направления шаговых изменений расхода, входящей в предлагаемый способ объясняется тем, что, начиная с некоторой нагрузки, 4 ограниченность объема печи, тяги, доддува воздуха, воэможности хорошего распыления топлива приводят к ухудшению условий сгорания и, следовательно, к росту необходимого удельного расхода. Оценивание эффективности шагово50 го изменения расхода вещества по нап- равлению изменения температуры смеси до восстановления требуемой температуры и установление по результатам ее замера при необходимости новых расходов топлива позволяет исключить режим работы печи с повышенным удельным расходом т on ли ва .

На чертеже приведена схема установки для технической реализации способа.

Отбензиненная нефть> направляется в две параллельно работающие печи: первую печь 1 и вторую печь 2 по трубопроводам 3 и 4. Расход отбензиненной нефти по трубопроводу 3 измеряется расходомером 5, а по трубопроводу

4 - расходомером 6. Оба расхода регулируются: в трубопроводе 3 регулятором 7, а в трубопроводе 4 - регулятором 8, причем выход регулятора 7 воздействует на клапан 9 на трубопроводе

3, а выход регулятора 8 воздействует на клапан 10,установленный на трубопроводе 4. Нагретая атбензиненная нефть отводится из печи 1 по трубопроводу 11, а из печи 2 - по трубопроводу 12, причем оба последних трубопровода объединяются в трубопровод

13, по которому отбензиненная нефть постоянно отводится из печи. Температура на выходе из печи 2 измеряется датчиком 14, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе

12. Температура отбензиненной нефти на выходе из печи 1 измеряется датчиком 15, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 11.

Температура отбенэиненной нефти на выходе иэ второй печи 2 стабилизируется регулятором 16, а на выходе первой печи 1 - регулятором 17. Выход регулятора 16 воздействует на клапан

18, а регулятора 17 - на клапан 19.

Температура объединенного потока отбензиненной нефти измеряется датчиком

20 температуры, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 13. Выход датчика 20 подключен к входу ЭВМ 21. Клапаны 18 и 19 расположены на трубопроводах 22 и 23, которые, ответвляясь ат общей линии 24 расхода топлива, падают топливо ва вторую и первую печи соответственно.

Расходамеры 5 и 6 подсоединены к входам "Переменная" регуляторов 7 и 8 соответственно> первый выход ЭВМ соединен с входом "Задание" регулятора

7, а второй " с входом мЗадание" регулятора 8, Пример. Программа ЭВМ, настроена так, чта очередные изменения расходов совершаются один раз в два часа> а внеочередные - через 6 мин после очередных, если в них паявляет5 1567596 6 ся необходимость, т.е. если темпера- вает по сравнению с известными эконотура после очередного изменения пада- мию топлива, необходимого для нагреет. ва данного количества вещества до заСистему, реализующую способ, вклю- данной температуры при нагреве его в

1 чают в момент, когда режим в обеих двух печах за счет более выгодного .1печах установившийся и расход и в пер- распределения вещества между печами; вую печь и во вторую составляет

3 /, упрощение системы, осуществляющей это

360 м /ч. Температура выходв первой распределение за счет того, что в о и второи печеи - 360

10 реализации способа не участвуют изВ 10 ч ЭВМ уменьшает задание регу- мерения расхода топлива в печь. лятору 7 и увеличивает регулятору 8 на 10 м /ч. Установление новых расхо3

Применение предлагаемого способа дов: 350 м /ч через первую печь и дает преимущество в применении к пе370 и /ч через вторую заканчивается 1> чам в установках первичной переработк 1О ч 6 мин, а датчик 20 выдает сиг- ки нефти, когда производительность нал, свидетельствующий о том, что тем- этих установок превышает проектную. пература всей отбензиненной нефти к Недогрев отбензиненной нефти привод т о приводит этому моменту поднялась на 1 С, а мак- к значительному падению извлечения цесимальное отклонение, приходящееся на 20 левых продуктов, Увеличение доли наг10 9

0 ч 9 мин составляет 2,4 С. В 12 ч

,о реваемого вещества в печи с меньшим задание регулятору 7 еще понижается удельным расходом топлива позволяет на 1О м /ч, а регулятору 8 - повыша- избежать недогрева отбензиненной нефется на такую же величину. Новые за- ти, что в свою очередь, увеличивает дания расходов устанавливаются, как 25 отбор целевых продуктов. и прежде к концу шестой минуты после изменений заданий, а температура ока- Ф о р м у л а и з о б рет ения зывается в этот момент равной 360,4 С.

В 14 ч из-за того, что уменьшение заг- Способ регулирования нагрева в рузки в 12 ч вызвало временное повы- 30 трубчатой печи, осуществляемый путем шение температуры, снижения загрузки измерения и регулирования расхода нагпервой печи продолжают. В 14 ч 6 мин реваемого вещества, измерения темперасход в печь 1 становится 330 м /ч, ратуры нагреваемого вещества на выход а в печь 2 - 390 м /ч. Однако в отли- де из печи и стабилизации этой темпечие от предыдущего изменения расходов ратуры изменением расхода топлива в эт о изменение сопровождается тем, что печь, отличающийся тем, 35 температура всей отбензиненной нефти что, с целью экономии топлива и упроснижается и в момент установления но- щения аппаратурной реализации при пао вых расходов равна 359,6 С. Поэтому в раллельном нагреве вещества в двух

14ч6

6 мин задания регуляторам расхо- 40 идентично регулируемых печах с общим дов внеочередным образом изменяют так, приемником, расходы вещества в печах что к 14 ч 12 мин расходы устанавли- периодически изменяют на шаговую ве9 ваются на значениях 340 м /ч для пер- личину, сохраняя постоянным суммарный вой печи и 380 м /ч - для второй ° Оче- расход через обе печи, причем время редное изменение расходов происходит между последовательными периодичес в16ч

45 кив ч, в результате устанавливаются ми очередными шагами выбирают больше расходы: 350 м /ч в первую печь и времени необходимого для восстаноУ с анов37 м /ч в вторую. Температура опять ления температуры нагреваемого вещестпонижается на 0,4 С. В связи с этим ва на выходах из отдельных печей посрасходы внеочередным образом в 16 ч 0 ле шагового изменения расхода вещест6 мин вновь изменяют, возвращая рас- ва, определяют температуру acего веход в печь 1 на 340 м /ч, а в печь щества, нагретого в обеих печах в моз з

2 на 380 м /ч. Вокруг этого распреде- мент очередного изменения и после неления происходит "рысканье", причем го через время меньшее времени необ1 9 отклонения от найденных оптимальных ходимого для восстановления температу.зна чений проявляются в течение 12 мин ры, и, если второе значение темпера55 туры меньше первого, направление очеИспользование предлагаемого спосо- редного шага меняют и производят внеба нагрева в трубчатой печи обеспечи- очередное изменение расходов вещества

156 7596

Составитель И. Каримов

Редактор М, Недолуженко Техред М.Ходаиич Корректор Т. Малец

Заказ 1301

Тираж 439

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,!ОI через печи на величины, противоположные величинам предыдущего очередного шага, сохраняя суммарный расход, как и при очередных шагах.