火炬自動點火控制系統(tǒng)的改造

火炬自動點火控制系統(tǒng)的改造

0點火管理系統(tǒng)1號火炬用于環(huán)境氧化反應(yīng)的氣味釋放和燃燒。由于原點火控制系統(tǒng)控制方式落后,設(shè)備嚴重老化、許多隱患漸漸暴露出來,整個點火管理系統(tǒng)自動控制性能差,處于半癱瘓狀態(tài)。需通過改造,對火炬排放氣、氮氣、燃料氣等有關(guān)數(shù)據(jù)進行有效地記錄存檔、數(shù)據(jù)累計、趨勢顯示及歷史過程控制等,實現(xiàn)對1號火炬系統(tǒng)有效地監(jiān)控與管理。1纜、火焰信號放大器、點火燃氣電磁閥因故障,無法正常使用環(huán)己烷高壓氧化裝置的反應(yīng)尾氣經(jīng)鐵北1號火炬放空燃燒,原自動點火控制裝置采用河南濮陽亞華電子有限公司的產(chǎn)品。目前,該點火裝置無法實現(xiàn)手動和自動點火,經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)點火程控儀、高壓發(fā)生器、高壓電纜、火焰信號放大器、點火燃氣電磁閥都有不同程度損壞,無法正常使用。主要是由于該系統(tǒng)的自動點火控制系統(tǒng)的控制方式不適應(yīng)氧化裝置反應(yīng)尾氣的實際排放工況。氧化裝置的反應(yīng)尾氣在正常生產(chǎn)時主要為氮氣,可燃氣體含量很少,火炬不需燃燒:只有在氧化裝置建立循環(huán)和停車退料過程中或環(huán)己烷跑料串入火炬管線時,尾氣中可燃氣體含量才很多,需點燃火炬。但該系統(tǒng)以檢測尾氣的流量和壓力信號為點火啟動控制信號,無法分辨出可燃和非可燃氣體,致使點火系統(tǒng)在裝置正常開車情況下經(jīng)常誤點火,造成高壓發(fā)生器、高壓電纜、點火燃氣電磁閥受沖擊過多而損壞。此外,系統(tǒng)長期處于現(xiàn)場惡劣工作環(huán)境下也是設(shè)備老化、損壞的主要原因之一。22.1點火系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計a)點火要求:1)在氧化裝置建立循環(huán)、停車過程中或環(huán)己烷跑料串入火炬管線時,需要點燃火炬;正常生產(chǎn)時火炬處于熄滅狀態(tài)。2)增加一路長明燈管線,以控制長明燈的燃燒和熄滅狀況來控制火炬的燃燒狀態(tài)。3)以3號、4號、5號氧化釜通氣停(用XPV-5433/34/35閥位關(guān)的信號表示)和可燃氣體含量檢測信號兩者任一啟動為長明燈點燃啟動條件;氧化釜正常開車時長明燈可自動熄滅,可燃氣體含量檢測信號恢復(fù)正常時長明燈可自動熄滅,長時間停車手動熄滅常明燈。氧化釜通氣停的信號由主控DCS引到鐵北1號火炬自動點火控制系統(tǒng)。b)高空自動點火系統(tǒng)的要求:1)使用安裝在火炬頂部的高空點火器,在氧化裝置建立循環(huán)和停車過程中,能夠高可靠地將火炬點燃,同時,也能夠?qū)惭b在火炬上受控的“長明燈”點燃。正常生產(chǎn)時火炬熄滅,處于監(jiān)控狀態(tài)。2)要求配置直燃式點火器,實現(xiàn)不僅可以用“點火燃氣”點燃火炬,而且可利用火炬自身排放出的燃氣將火炬點燃的功能。3)高空點火器要求使用耐高溫材料制作,且點火時只在高空點火器上部噴出火焰的結(jié)構(gòu)形式,點火時不能向外側(cè)噴火侵害火炬燃燒器或管線。4)高空點火器的燃氣噴嘴通徑不小于?18mm以適應(yīng)點火燃氣不清潔的工況。高壓發(fā)生器和高壓電纜要求安全、可靠、耐用,適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境。5)火炬火焰和長明燈火焰探測器,要求高可靠地監(jiān)測到火炬火焰,并盡可能安裝簡單,維護方便。6)在離火炬頂20m之內(nèi)的點火設(shè)施能夠耐800℃高溫10min性能不變。火炬塔架上的導(dǎo)線能夠抗火雨3min的直接侵害。7)高空自動點火系統(tǒng)必須具有全自動、半自動、硬手動點火功能,同時具備強制手動停止點火功能。8)點火成功率達到100%。c)計算機控制系統(tǒng)的要求:1)主控系統(tǒng)采用PLC+PC機相結(jié)合的控制方式,采集火炬排放流量、壓力信號、可燃氣體含量信號、火焰信號,顯示工藝流程圖、實時數(shù)據(jù)、點火記錄、歷史趨勢,支持現(xiàn)場打印和二級密碼設(shè)定等功能。2)計算機系統(tǒng)能分別顯示火焰狀態(tài)、氧化釜開停狀態(tài)、點火狀態(tài),并提供聲光報警。3)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在氧化裝置建立循環(huán)和停車過程中,能夠高可靠地將火炬點燃?；鹁纥c燃后點火系統(tǒng)處于備用狀態(tài),不再點火和消耗燃氣。4)點火系統(tǒng)啟動點火的時間要與火炬的排放量相關(guān)聯(lián)(延遲時間可以調(diào)整),確保任何情況下火炬內(nèi)不產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。5)自動點火系統(tǒng)接收到火炬啟動點火信號后延遲2s開始點火,自動將受控的“長明燈”點燃,遙測器接收到長明燈點燃信號后停止點火。如果一次點火過程結(jié)束未檢測到長明燈火焰,系統(tǒng)將自動報警,操作工復(fù)位后系統(tǒng)重新自動點火。6)在火炬沒有排放情況下,自動點火系統(tǒng)可以定期進行點火實驗,并將實驗結(jié)果記錄下來,記錄結(jié)果保存時間不少于30天。2.21火炬自動點火控制系統(tǒng)a)工藝管線、點火器本體、現(xiàn)場儀表防護箱、控制室到現(xiàn)場端子柜的所有電纜、壓力變送器、流量計、點火電磁閥、火焰探測器支架均保留舊物利用。b)更新高空點火器的電極組件、高壓電傳輸部分、高壓發(fā)生器、電磁閥、火炬紫外火焰探測器。c)新增一路長明燈管線及長明燈控制電磁閥、點火器電磁閥。d)新增可燃氣體分析儀(在線式)及電纜、進口渦街流量計及電纜。e)點火控制系統(tǒng)采用PLC+PC機相結(jié)合的控制方式,配置操作臺、計算機、西門子S7-200PLC、組態(tài)軟件、端子排等。f)氧化釜通氣停的信號由主控DCS引到鐵北1號火炬自動點火控制系統(tǒng),增加可燃氣體含量檢測信號。一旦3號、4號、5號氧化釜通氣停和可燃氣體含量檢測信號兩者任一啟動,則長明燈點燃。2.3自動點火控制系統(tǒng)a)1號火炬自動點火裝置組成:火炬自動點火管理系統(tǒng)、火炬點火裝置、火炬長明燈、火炬火焰探測器和火炬氣監(jiān)測系統(tǒng)四個部分。b)1號火炬自動點火裝置控制原理。該管理系統(tǒng)投用后連續(xù)采集火炬氣信號和火焰信號,對伴燒燈和火炬進行自動、半自動、手動、硬手動點火控制。1)火炬控制系統(tǒng)運行于自動狀態(tài)時。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到有效火炬氣排放信號輸入(即:可燃氣體含量信號大于設(shè)定值且火炬氣壓力或流量信號超過設(shè)定值,或3號、4號、5號氧化釜通氣停信號),且無火焰信號輸入時,同時輸出開閥和點火信號,按照用戶設(shè)定的時間參數(shù)對伴燒燈、火炬進行自動點火;伴燒燈和火炬點燃后系統(tǒng)監(jiān)測到火焰信號,關(guān)閉點火電磁閥、點火器。伴燒燈和火炬繼續(xù)燃燒,系統(tǒng)繼續(xù)監(jiān)測火炬情況;當(dāng)因意外原因伴燒燈和火炬熄滅時,重新對伴燒燈和火炬進行點火;當(dāng)火炬氣排放完畢,火炬熄滅時該次火炬氣排放結(jié)束,系統(tǒng)處于監(jiān)控狀態(tài),等待下次火炬氣排放。在自動狀態(tài)下,若自動點火時間超過設(shè)定值,點火過程結(jié)束,若系統(tǒng)未檢測到有效火焰信號,系統(tǒng)將自動報警,操作員按“復(fù)位點火”鍵后系統(tǒng)重新點火。2)火炬控制系統(tǒng)運行于半自動狀態(tài)時。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到有效火炬氣信號輸入時,無論有無火焰信號,系統(tǒng)都要按用戶設(shè)定的時間參數(shù)輸出控制信號對伴燒燈和火炬進行點火(半自動狀態(tài)下火焰信號不參與控制)。3)無論在任何時候、任何狀態(tài)下,該系統(tǒng)都可以通過手動點火功能鍵按照用戶設(shè)定的時間參數(shù)輸出控制信號對伴燒燈和火炬進行點火;并可通過操作硬手動開閥、點火按鈕對伴燒燈和火炬進行強制點火。4)無論在任何時候、任何狀態(tài)下,該系統(tǒng)都可通過手動操作“點火切換”按鈕停止點火功能。c)改進后的1號火炬自動點火裝置控制邏輯圖:1)點火系統(tǒng)自動點火程序邏輯如圖1所示:圖1中1PT2701,FT2701,AT2701,AT2702,BT2701,BT2702,BT2703模擬量信號有效設(shè)定值可設(shè)高限和回差值。即信號在從小到大變化,沒有越過高限值時,以超過高限值作為信號有效;信號超過高限值后,以不低于回差值來作為信號有效,即信號有效后有一回差。各路信號均可在操作界面斷開(即聯(lián)鎖/切除),不參與自動點火。手動狀態(tài)時,系統(tǒng)除對信號進行采集、積算、顯示外,可以手動操作控制伴燒控制閥等。設(shè)置“點火切除”按鈕,在自動、半自動點火過程中,可操作此按鈕中止點火程序;且在60s后此按鈕標(biāo)志位自動復(fù)位。程序設(shè)置“啟動點火”鍵,即手動點火控制。即在任何狀態(tài)下,系統(tǒng)均可啟動點火程序按照設(shè)定的時間參數(shù)進行程序點火一次,并可進行“硬手動開閥、點火”操作。2)點火系統(tǒng)半自動、手動點火程序邏輯如圖2所示:圖2中半自動狀態(tài)下,除對信號進行采集、顯示外,只要有火炬氣排放,此時無論火焰信號是否有效,系統(tǒng)都按程序設(shè)定的時間參數(shù)進行點火一次,即火焰信號不參與控制。伴燒燈處于半自動狀態(tài)下:在有火炬氣排放時,自動打開伴燒燈閥,但只能手動關(guān)閉伴燒燈閥;在無火炬氣排放時,可手動打開/關(guān)閉伴燒燈閥。伴燒燈處于手動狀態(tài)下:只能手動操作開/關(guān)伴燒燈閥。在任何狀態(tài)下,系統(tǒng)均可操作“啟動點火”鍵啟動本手動點火程序進行程序點火一次。31自動+機械注意a)進入組態(tài)王6.5—選擇工程名稱{HJ(2)e:/火炬點火管理系統(tǒng)}—按“運行”,啟動操作畫面。b)按“Alt+F4”,退出“火炬自動點火管理系統(tǒng)”畫面。c)操作畫面的“登錄”按鍵。顯示“登錄開”時可以修改口令,并可以修改設(shè)定值,(即進入F6參數(shù)設(shè)定)。d)各顯示表“聯(lián)鎖”切除按鍵,必須先“登錄”,顯示“登錄開”后才能切除。e)只有在“點火狀態(tài)開關(guān)”處于“自動”狀態(tài)時,“點火切除”開關(guān)才能起作用,當(dāng)此開關(guān)處于“停止”狀態(tài)時,自動點火就會停止點火。f)操作畫面伴燒燈狀態(tài):“自動”狀態(tài)時,只要有尾氣排放就打開,沒有尾氣排放就關(guān)(可以設(shè)延時關(guān),組態(tài)內(nèi)設(shè)定為15s);“半自動”狀態(tài)時,有尾氣排放信號就開,只能手動關(guān)(在沒有尾氣排放信號時);“手動”狀態(tài)時,可以手動開、關(guān)。g)操作畫面中“點火狀態(tài)開關(guān)”狀態(tài):“自動”狀態(tài)時,當(dāng)有壓力或流量信號,再加上最少有一路可燃氣體排放信號就開始點火,檢測火焰信號后停止點火(點火開始12s后才檢測火焰信號,內(nèi)部組態(tài)已設(shè)定好);“半自動”狀態(tài)時,點火條件同上,但不監(jiān)測火焰信號,只有程序運行完之后才停止點火(設(shè)