火炬自动点火控制系统的改造

火炬自动点火控制系统的改造

0点火管理系统1号火炬用于环境氧化反应的气味释放和燃烧。由于原点火控制系统控制方式落后,设备严重老化、许多隐患渐渐暴露出来,整个点火管理系统自动控制性能差,处于半瘫痪状态。需通过改造,对火炬排放气、氮气、燃料气等有关数据进行有效地记录存档、数据累计、趋势显示及历史过程控制等,实现对1号火炬系统有效地监控与管理。1缆、火焰信号放大器、点火燃气电磁阀因故障,无法正常使用环己烷高压氧化装置的反应尾气经铁北1号火炬放空燃烧,原自动点火控制装置采用河南濮阳亚华电子有限公司的产品。目前,该点火装置无法实现手动和自动点火,经检查,发现系统点火程控仪、高压发生器、高压电缆、火焰信号放大器、点火燃气电磁阀都有不同程度损坏,无法正常使用。主要是由于该系统的自动点火控制系统的控制方式不适应氧化装置反应尾气的实际排放工况。氧化装置的反应尾气在正常生产时主要为氮气,可燃气体含量很少,火炬不需燃烧:只有在氧化装置建立循环和停车退料过程中或环己烷跑料串入火炬管线时,尾气中可燃气体含量才很多,需点燃火炬。但该系统以检测尾气的流量和压力信号为点火启动控制信号,无法分辨出可燃和非可燃气体,致使点火系统在装置正常开车情况下经常误点火,造成高压发生器、高压电缆、点火燃气电磁阀受冲击过多而损坏。此外,系统长期处于现场恶劣工作环境下也是设备老化、损坏的主要原因之一。22.1点火系统优化设计a)点火要求:1)在氧化装置建立循环、停车过程中或环己烷跑料串入火炬管线时,需要点燃火炬;正常生产时火炬处于熄灭状态。2)增加一路长明灯管线,以控制长明灯的燃烧和熄灭状况来控制火炬的燃烧状态。3)以3号、4号、5号氧化釜通气停(用XPV-5433/34/35阀位关的信号表示)和可燃气体含量检测信号两者任一启动为长明灯点燃启动条件;氧化釜正常开车时长明灯可自动熄灭,可燃气体含量检测信号恢复正常时长明灯可自动熄灭,长时间停车手动熄灭常明灯。氧化釜通气停的信号由主控DCS引到铁北1号火炬自动点火控制系统。b)高空自动点火系统的要求:1)使用安装在火炬顶部的高空点火器,在氧化装置建立循环和停车过程中,能够高可靠地将火炬点燃,同时,也能够将安装在火炬上受控的“长明灯”点燃。正常生产时火炬熄灭,处于监控状态。2)要求配置直燃式点火器,实现不仅可以用“点火燃气”点燃火炬,而且可利用火炬自身排放出的燃气将火炬点燃的功能。3)高空点火器要求使用耐高温材料制作,且点火时只在高空点火器上部喷出火焰的结构形式,点火时不能向外侧喷火侵害火炬燃烧器或管线。4)高空点火器的燃气喷嘴通径不小于ϕ18mm以适应点火燃气不清洁的工况。高压发生器和高压电缆要求安全、可靠、耐用,适应现场恶劣的工作环境。5)火炬火焰和长明灯火焰探测器,要求高可靠地监测到火炬火焰,并尽可能安装简单,维护方便。6)在离火炬顶20m之内的点火设施能够耐800℃高温10min性能不变。火炬塔架上的导线能够抗火雨3min的直接侵害。7)高空自动点火系统必须具有全自动、半自动、硬手动点火功能,同时具备强制手动停止点火功能。8)点火成功率达到100%。c)计算机控制系统的要求:1)主控系统采用PLC+PC机相结合的控制方式,采集火炬排放流量、压力信号、可燃气体含量信号、火焰信号,显示工艺流程图、实时数据、点火记录、历史趋势,支持现场打印和二级密码设定等功能。2)计算机系统能分别显示火焰状态、氧化釜开停状态、点火状态,并提供声光报警。3)控制系统能够实现在氧化装置建立循环和停车过程中,能够高可靠地将火炬点燃。火炬点燃后点火系统处于备用状态,不再点火和消耗燃气。4)点火系统启动点火的时间要与火炬的排放量相关联(延迟时间可以调整),确保任何情况下火炬内不产生爆炸现象。5)自动点火系统接收到火炬启动点火信号后延迟2s开始点火,自动将受控的“长明灯”点燃,遥测器接收到长明灯点燃信号后停止点火。如果一次点火过程结束未检测到长明灯火焰,系统将自动报警,操作工复位后系统重新自动点火。6)在火炬没有排放情况下,自动点火系统可以定期进行点火实验,并将实验结果记录下来,记录结果保存时间不少于30天。2.21火炬自动点火控制系统a)工艺管线、点火器本体、现场仪表防护箱、控制室到现场端子柜的所有电缆、压力变送器、流量计、点火电磁阀、火焰探测器支架均保留旧物利用。b)更新高空点火器的电极组件、高压电传输部分、高压发生器、电磁阀、火炬紫外火焰探测器。c)新增一路长明灯管线及长明灯控制电磁阀、点火器电磁阀。d)新增可燃气体分析仪(在线式)及电缆、进口涡街流量计及电缆。e)点火控制系统采用PLC+PC机相结合的控制方式,配置操作台、计算机、西门子S7-200PLC、组态软件、端子排等。f)氧化釜通气停的信号由主控DCS引到铁北1号火炬自动点火控制系统,增加可燃气体含量检测信号。一旦3号、4号、5号氧化釜通气停和可燃气体含量检测信号两者任一启动,则长明灯点燃。2.3自动点火控制系统a)1号火炬自动点火装置组成:火炬自动点火管理系统、火炬点火装置、火炬长明灯、火炬火焰探测器和火炬气监测系统四个部分。b)1号火炬自动点火装置控制原理。该管理系统投用后连续采集火炬气信号和火焰信号,对伴烧灯和火炬进行自动、半自动、手动、硬手动点火控制。1)火炬控制系统运行于自动状态时。当系统监测到有效火炬气排放信号输入(即:可燃气体含量信号大于设定值且火炬气压力或流量信号超过设定值,或3号、4号、5号氧化釜通气停信号),且无火焰信号输入时,同时输出开阀和点火信号,按照用户设定的时间参数对伴烧灯、火炬进行自动点火;伴烧灯和火炬点燃后系统监测到火焰信号,关闭点火电磁阀、点火器。伴烧灯和火炬继续燃烧,系统继续监测火炬情况;当因意外原因伴烧灯和火炬熄灭时,重新对伴烧灯和火炬进行点火;当火炬气排放完毕,火炬熄灭时该次火炬气排放结束,系统处于监控状态,等待下次火炬气排放。在自动状态下,若自动点火时间超过设定值,点火过程结束,若系统未检测到有效火焰信号,系统将自动报警,操作员按“复位点火”键后系统重新点火。2)火炬控制系统运行于半自动状态时。当系统监测到有效火炬气信号输入时,无论有无火焰信号,系统都要按用户设定的时间参数输出控制信号对伴烧灯和火炬进行点火(半自动状态下火焰信号不参与控制)。3)无论在任何时候、任何状态下,该系统都可以通过手动点火功能键按照用户设定的时间参数输出控制信号对伴烧灯和火炬进行点火;并可通过操作硬手动开阀、点火按钮对伴烧灯和火炬进行强制点火。4)无论在任何时候、任何状态下,该系统都可通过手动操作“点火切换”按钮停止点火功能。c)改进后的1号火炬自动点火装置控制逻辑图:1)点火系统自动点火程序逻辑如图1所示:图1中1PT2701,FT2701,AT2701,AT2702,BT2701,BT2702,BT2703模拟量信号有效设定值可设高限和回差值。即信号在从小到大变化,没有越过高限值时,以超过高限值作为信号有效;信号超过高限值后,以不低于回差值来作为信号有效,即信号有效后有一回差。各路信号均可在操作界面断开(即联锁/切除),不参与自动点火。手动状态时,系统除对信号进行采集、积算、显示外,可以手动操作控制伴烧控制阀等。设置“点火切除”按钮,在自动、半自动点火过程中,可操作此按钮中止点火程序;且在60s后此按钮标志位自动复位。程序设置“启动点火”键,即手动点火控制。即在任何状态下,系统均可启动点火程序按照设定的时间参数进行程序点火一次,并可进行“硬手动开阀、点火”操作。2)点火系统半自动、手动点火程序逻辑如图2所示:图2中半自动状态下,除对信号进行采集、显示外,只要有火炬气排放,此时无论火焰信号是否有效,系统都按程序设定的时间参数进行点火一次,即火焰信号不参与控制。伴烧灯处于半自动状态下:在有火炬气排放时,自动打开伴烧灯阀,但只能手动关闭伴烧灯阀;在无火炬气排放时,可手动打开/关闭伴烧灯阀。伴烧灯处于手动状态下:只能手动操作开/关伴烧灯阀。在任何状态下,系统均可操作“启动点火”键启动本手动点火程序进行程序点火一次。31自动+机械注意a)进入组态王6.5—选择工程名称{HJ(2)e:/火炬点火管理系统}—按“运行”,启动操作画面。b)按“Alt+F4”,退出“火炬自动点火管理系统”画面。c)操作画面的“登录”按键。显示“登录开”时可以修改口令,并可以修改设定值,(即进入F6参数设定)。d)各显示表“联锁”切除按键,必须先“登录”,显示“登录开”后才能切除。e)只有在“点火状态开关”处于“自动”状态时,“点火切除”开关才能起作用,当此开关处于“停止”状态时,自动点火就会停止点火。f)操作画面伴烧灯状态:“自动”状态时,只要有尾气排放就打开,没有尾气排放就关(可以设延时关,组态内设定为15s);“半自动”状态时,有尾气排放信号就开,只能手动关(在没有尾气排放信号时);“手动”状态时,可以手动开、关。g)操作画面中“点火状态开关”状态:“自动”状态时,当有压力或流量信号,再加上最少有一路可燃气体排放信号就开始点火,检测火焰信号后停止点火(点火开始12s后才检测火焰信号,内部组态已设定好);“半自动”状态时,点火条件同上,但不监测火焰信号,只有程序运行完之后才停止点火(设