基于PLC的一氧化碳焚燒爐控制系統(tǒng)的設(shè)計

　　0 引言

　　催化裂化再生工藝有完全再生和不完全再生兩種形式。對于不完全再生工藝，煙氣中含有3％～10％的一氧化碳，其回收利用是節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境的一項重要課題。對于完全再生工藝，由于熱平衡及再生設(shè)備的限制，往往需要改造再生設(shè)施，設(shè)備投入比較大。此外，重油催化裂化進(jìn)料中含有較高的貴重金屬(如，鉑、銠等)，生產(chǎn)運行中引起催化劑失效，助燃劑損失也較大。因此．催化裂化再生工藝常采用不完全再生工藝，配以后續(xù)裝置清除一氧化碳?xì)怏w。許多煉油廠設(shè)置一氧化碳余熱鍋爐，輔以瓦斯氣助燃，回收C0高溫再生煙氣的物理顯熱和化學(xué)能，同時消除再生煙氣中CO及其他有害氣體對大氣的污染。

　　目前，CO焚燒爐和余熱鍋爐控制系統(tǒng)采用國外進(jìn)口模塊化的集散控制系統(tǒng)(DCS)、順序控制系統(tǒng)(SCS)，設(shè)備價格比較昂貴。另外。由于知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和技術(shù)溝通問題，設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，現(xiàn)場技術(shù)人員無法及時判斷、處理異?，F(xiàn)象，再生煙氣中CO及其他有害氣體無法完全燃燒或爆燃，造成下游裝置的余熱鍋爐爐管超溫，過熱蒸汽品質(zhì)降低等嚴(yán)重事故。針對以上情況研究和設(shè)計了一套獨立的基于PLC的焚燒自動控制系統(tǒng)，該設(shè)計簡單易行，設(shè)備成本和維護(hù)費用較低，降低了對國外技術(shù)的依賴性，大幅度地提高了生產(chǎn)的安全性和可靠性。

　　1 焚燒爐工藝概況

　　CO焚燒爐為圓筒形直立結(jié)構(gòu)，其下部為燃料燃燒室，中下部為催化再生煙氣與二次風(fēng)混燃的混合室。催化再生煙氣進(jìn)入焚燒爐后與燃燒后的高溫?zé)煔獬浞只旌?，使催化再生煙氣溫度達(dá)到著火點(約850℃)，使CO在焚燒爐內(nèi)絕熱燃燒。焚燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐系統(tǒng)，用于產(chǎn)生3．82 MPa，450℃的中壓過熱蒸汽。

　　焚燒爐燃燒室部分采用環(huán)形進(jìn)氣、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)風(fēng)管環(huán)形布設(shè)于燃燒室外側(cè)，在燃燒室壁四周開設(shè)有均勻分布的若干進(jìn)氣／進(jìn)風(fēng)口，使燃?xì)?燃油)從四周徑向噴入燃燒室，在燃燒室內(nèi)形成渦流，使燃料充分完全燃燒?；旌鲜也糠植捎猛瑯拥脑O(shè)計理念，中下部的再生煙氣經(jīng)多個徑向圓孔切向進(jìn)入焚燒爐，二次風(fēng)供給系統(tǒng)是沿?zé)煔鈬娍谥苓呥M(jìn)風(fēng)，確保再生煙氣與燃燒室出口的高溫?zé)煔獬浞謴?qiáng)烈混合，使再生煙氣在焚燒爐內(nèi)絕熱燃燒。

　　燃燒器采用油氣聯(lián)合燃燒器，油氣管為套裝結(jié)構(gòu)，中間為油嘴，外套管為氣嘴，油嘴為壓力蒸汽霧化油，氣嘴采用0．3～0．5 MPa高壓瓦斯，可油、氣單燒，也可油氣混燒。本例以瓦斯氣為主，若瓦斯量不足等異常情況發(fā)生時，補(bǔ)燒燃料油。

　　2 焚燒爐控制系統(tǒng)組成

　　根據(jù)焚燒爐的燃燒工藝，確保裝置的安全運作，并考慮節(jié)省投資，焚燒系統(tǒng)原則流程控制圖如圖1所示。