加热炉操作说明

1概述1.1前言本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。1.2系统简介加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。辐射段底部炉底安装三台燃烧器。燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。2功能及技术特征2.1工艺系统2.1.1工艺系统简介加热炉燃烧工艺系统流程详见随机资料之“系统流程图P&ID”。燃烧系统主要包括主燃气管线、点火燃气管线、氮气置换吹扫管线和灭火管线。主燃料气管线的燃料供应及调节阀组内设置有带温压补偿的流量计、流量调节阀、双切断加放空阀组，在燃烧器前设置手阀、阻火器和金属软管，在燃气进入界区处设置氮气置换管线，主燃气切断阀后设氮气吹扫管线。系统可实现对燃料气的流量控制和切断，阻火器可保证燃料气管道的安全，当燃气系统停止工作时可以通过氮气管线对燃气管线进行安全置换。长明灯燃料气管线为燃烧器的长明灯提供燃气，气源来自主燃气管线，长明灯火焰稳定燃烧，从而保证主火焰被可靠引燃，长明灯管线设置双切断加放空阀组可通过程序控制燃料气的供应，并在长明灯火焰熄灭时及时切断燃气，保证系统安全。燃料气燃烧需要的助燃风靠炉膛负压形成的自然通风提供，通过烟囱的烟道挡板阀控制炉膛负压在-20——-40Pa范围内，再利用燃烧器前设置的手动翻板阀调节燃烧器助燃风大小。2.1.2技术参数加热炉技术参数操作和设计条件见“附表1”。2.1.3主要设备加热炉系统主要设备见“附表2”。2.2仪表控制系统2.2.1仪表功能及特点加热炉控制系统由上位机、尸LC机柜和现场一次仪表来实现。上位机和户LC机柜是整个控制系统的核心部分，是决定加热炉能否安全、可靠运行的关键。控制系统具备以下功能及特点：(1)启、停——确保加热炉点火、停车按预定程序进行，提高了可靠性。(2)自动调节热负荷——确保加热炉运行无需人工干预。(3）完善的安保联锁系统，具备报警屏幕显示及音响功能——确保加热炉的安全运行。(4）风与燃料既可独立调节，又可比例调节，而残氧修正回路将确保加热炉的低氧燃烧。(5)采用德国西门子公司的SIMATICS7一300可编程序控制器及上位机人机界面的控制方案。SIMATICS7一300具有模块化、无排风扇结构、易于实现分布、易于安装维护、易于升级扩展等特点。上位机操作人机界面则使过程状态和过程控制实现可视化。(6）报警联锁点参考附表5；联锁动作参见附表6。2.2.2控制原理2.2.2.1热负荷调节热负荷调节系统是控制系统的重要组成部分。采用“串级”、“比例”、“双交叉限制”、“炉膛负压”及“残氧修正”的调节方案，由PLC来完成物料出口温度、燃气流量、助燃风量、炉膛负压及残氧的调节作用。2.2.2.2炉膛负压调节通过调节烟道挡板阀的开度可以控制加热炉炉膛负压，保证加热炉燃烧在适合的负压范围内。2.2.2.3参数显示对重要参数，包括物料总管出口温度、燃气流量、炉膛负压等，可以在屏幕上显示各参数的实时值，实时记录曲线、历史记录曲线、用户可根据需要自行查阅，根据需要可对各参数进行报警联锁值设定，分别为HH、H、及LL、L。2.2.2.4报警系统及流程指示为了确保加热炉运行可靠，该系统设有多个联锁点及报警点。紫外火焰检测器负责检测主火焰燃烧情况，电离火焰检测器负责确认长明灯火焰是否熄灭。2.2.2.5工作台及PLC机柜工作站置于工作台面上，工作站采用OELL公司图形工作站，上位机组态软件选用组态王。工作站是控制系统与操作人员的可视化界面，操作人员可通过工作站监测系统运行参数、下发运行指令。本套控制系统人机操作界面为中文版，提供的画面主要有：“主画面”,“热媒系统流程图”,“系统流程图”,“起停时序”,“历史趋势”,“负荷调节”,“参数设置”,“报警”,“报表”，等。人机界面操作简单、直观。根据运行、管理要求可将操作权限划分多个级别，不同级别具有不同的操作权限，保证运行参数及重要信息的有效性。PLC机柜内部设有PLC等架装仪表及端子排，还装有配电箱，上有交流220V及直流24V总电源，负责整个控制系统的供电。2.2.2.6主要仪表加热炉系统主要仪表包括变送器、火焰检测器、可编程控制器、调节阀、切断阀、燃气流量计、热电偶、热电阻等，在点炉前请详细阅读相关仪表说明书。详见附表2。2.3操作性能本套加热炉设置有3台燃烧器，每台燃烧器分为中心燃气和外围燃气两部分，分别承担1/3和2/3的燃烧器负荷。中心燃气和外围燃气全开时，燃烧器正常可调负荷范围为20%—120%，如果要达到更低的运行负荷可通过关闭燃烧器的外围燃气手阀实现，最低能达到约7%的设计负荷。注意：加热炉不宜在最大或最小负荷下长期工作，加热炉禁止超过最高负荷使用。3系统运行程序3.1开车前准备3.1.1工艺系统的准备工作在加热炉点火前，需要确认以下条件是否满足，否则不允许进行加热炉点火操作：(1)烟道挡板阀可正常开启，能完成对炉膛空气完全置换；(2)燃料气管线安装合格，管线无泄漏；(3)燃料气供气压力正常；(4)点火装置连接可靠，包括点火电缆与点火电极、点火变压器与点火电缆的连接可靠，否则可能造成外部出现电火花发生危险；(5)物料正常循环，进出口压力、温度不超过允许值，物料流量不低于允许值；(6)燃料气管线的手阀均在正确阀位：主燃气、点火燃气手阀开启，置换氮气手阀关闭。3.1.2控制系统的准各工作(1)燃烧系统内的燃气流量调节阀、燃气切断阀、放空阀能正常工作，长明灯燃气切断阀、放空阀能正常工作，氮气吹扫阀等能正常工作；(2)燃气流量计、燃气压力变送器、炉膛压力变送器、各温度测点等测量仪表工作正常；(3)长明灯火检显示炉膛无火；(4)烟囱的翻板阀可灵活动作，能与炉膛压力测点配合调节炉膛负压值。3.2点炉操作3.2.1点火过程简介本加热炉为3台燃烧器，点火操作通过现场点火盘配合PLC控制实现，按顺序进行长明灯点火、主燃料点火。点火过程如下：（1）首先在现场点火盘上按“复位按钮”，由PLC系统判断是否具备点炉条件，如可以点炉，则燃气流量调节阀处于点火开度，同时盘上“点火准备就绪指示灯”亮起；(2)确认点火燃气管线燃烧器根部手阀处于关闭状态，在点火盘上按“点火燃气阀开”按钮，将点火燃气主管线上的切断阀打开；(3)按“点火装置A开”按钮，点火装置开始工作，同时操作人员打开相应燃烧器根部手阀，将长明灯点燃，确认长明灯点燃后按“点火装置A关”按钮结束点火装置；(4)按“点火装置B开”按钮，点火装置开始工作，同时操作人员打开相应燃烧器根部手阀，将长明灯点燃，确认长明灯点燃后按“点火装置B关”按钮结束点火装置；(5)按“点火装置C开”按钮，点火装置开始工作，同时操作人员打开相应燃烧器根部手阀，将长明灯点燃，确认长明灯点燃后按“点火装置C关”按钮结束点火装置；(6)长明灯火焰信号通过电离式火焰检测器进行检测，信号送到PLC系统进行联锁控制；(7)确认主燃气管线燃烧器根部手阀处于关闭状态，在点火盘上按“主燃气切断阀阀开”按钮，将主燃气主管线上的切断阀打开；(8）依次打开主燃气管线燃烧器根部手阀，通过长明灯火焰将主火焰点燃；(9)主火焰信号通过紫外式火焰检测器进行检测，信号送到PLC系统进行联锁控制，当PLC接收到所有燃烧器的主火焰信号后表明点炉完成，盘面“加热炉运行指示灯”亮起，系统进入负荷调节状态。3.3系统停车停车分主动停车、故障停车和紧急停车三种情况；(1)主动停车主动停车是人为停加热炉主燃料气。只需按动现场操作盘上的“停车”按键，PLC自动执行后处理程序，包括：①立即关闭主燃气切断阀（关燃料）②开启主燃料放空阀；③开启氮气吹扫阀进行燃气管线吹扫，305后关闭。(2)故障停车故障停车是由于发生故障，执行加炉联锁停车，同时在报警画面中显示报警联锁点，PLc自动执行后处理程序。主火焰联锁停炉后处理同紧急停车，其他联锁点停炉同主动停车；(3）紧急停车紧急停车仅在发生紧急情况时使用，只需按动现场操作盘上的“紧急停车”按键，PLC自动执行后处理程序，包括：①立即关闭主燃气阀（关燃料）②开启主燃料放空阀；③立即关闭点火燃气阀；④开启点火燃气放空阀；⑤开启氮气吹扫阀进行燃气管线吹扫，30S后关闭。故障停车自动执行的后处理动作详见《联锁动作表》。4不正常现象及事故处理当加热炉运行时，可能出现各种故障，可通过巡检观察及时发现及时处理，避免出现更大的事故，保证设备和操作人员的安全。4.1常见故障处理加热炉常见故障主要包括：点炉失败、火焰熄灭停炉、烟囱冒烟、火焰偏斜、长明灯火焰报警等；(1）点炉夫败①长明灯点火失败：请检查点火装置是否能正常打火，长明灯燃气切断阀是否正常动作（如阀门接线是否正确等），长明灯供气是否合格，长明灯电离火检是否正常等问题；②主燃气点火失败：请检查“燃气流量调节阀点火开度”是否正确，主燃气供气压力是否正常、主燃气切断阀组是否能正常动作（检查现场供电和现场接线）、相应的手阀是否开启等问题。(2）火焰熄灭如果出现运行过程中熄火停炉故障，可以根据联锁停炉信息指示检查：①长明灯熄灭，请检查长明灯燃气供气压力；②长明灯电离火检工作不正常，请检查电离火检探头位置及二次表工作状态；③请检查“燃气流量调节阀点火开度”是否匹配；④其他报警联锁点造成的停炉故障请按照pLC画面的指示进行相应检查。⑤如果出现外部信号干扰（如防雷接地问题、信号屏蔽问题等）、程序错乱（如反复重启PLC、频繁失电上电等）等问题也可能造成点炉后的停炉故障。(3）烟囱冒烟加热炉正常操作中，烟囱应排放无色烟气，当出现烟气带色则说明可能存在以下问题：①燃料组分出现较大变化；当重组分（C3、C4等可燃气体）较多时如助燃风供应不足可能因不完全燃烧导致烟气出现黑色或灰色痕迹；当重组分（C3、C4等可燃气体）较多时可以通过将烟气残氧适当提高解决燃烧不充分的问题解决烟囱冒烟；注意当燃料中的氢气、一氧化碳等低碳燃气组分较多时，即使燃烧不充分也不会产生灰黑色烟气；②加热炉内部积灰较多时可能出现烟囱排烟为淡灰或淡黄色的问题，烟气颜色与从燃气、助燃风进入炉膛的杂质有关；加热炉积灰多存在于对流段，通过对流段清灰可消除烟气带色的问题；③当加热炉长期运行后筑炉材料破损、脱落，由于筑炉材料碎片及粉末随烟风从带出，也会使烟气带色导致烟囱冒烟；当出现炉内筑炉材料破损、脱落后，应及时修补，避免因筑炉材料破损、脱落导致加热炉局部烧穿引起更大事故。(4)火焰偏斜及过长、过短加热炉正常操作中，如发现燃烧器火焰偏斜说明燃烧器可能存在以下问题：①如果燃烧器刚安装完毕点火后就出现火焰偏斜，首先应检查燃烧器制造是否出现明显偏差，如烧嘴砖与燃气喷管群不同心、燃气喷管及助燃风管不同心等问题；②运行一段时间后如烧嘴砖破损，会导致助燃风与燃气混合燃烧时火焰偏斜；③运行一段时间后如燃烧器的燃气喷管出现局部堵塞，部分燃气喷管流量低导致火焰不均匀；加热炉正常操作中，如发现燃烧器火焰不均匀说明燃烧器可能存在以下问题：①燃气流量与正常配比偏差大，导致火焰过短或过长；助燃风过大会造成火焰过短，过短的火焰可能导致烧嘴砖快速烧蚀，而燃气流量过大会造成火焰过长，过长的火焰可能导致火焰上端发飘，出现火焰舔管；②如果各燃烧器出现火焰长短明显偏差，说明助燃风流量、燃气流量不均匀，请检查燃气炉底手阀是否