壓力變送器控制加熱爐斷流系統的原理與現場應用效果

　　摘　要: 臥式加熱爐為聯合站原油穩定系統中一重要設備, 擔負著穩定原油提留前的加熱工作, 盡管加熱爐實施了自動化智能控制, 但由于加熱的原油為油、氣、水三項混合物, 原油中含氣量不穩定, 因此加熱泵斷流時加熱爐會產生空燒加熱管, 使加熱管內原油焦結的現象, 更嚴重時有可能引發加熱爐燒毀甚至于爆炸的重大安全事故。因此針對此種情況, 對加熱爐使用壓力變送器控制加熱爐斷流系統。

臥式加熱爐為聯合站原油穩定系統中一重要設備, 擔負著穩定原油提留前的加熱工作, 工作環境為高溫、高壓, 為本站重點安全防范設備。加熱泵擔負著原穩塔和加熱爐之間的原油循環動力設備。由于工作環境高溫, 當原油含水超過0. 5% 時, 會發生因水蒸氣而使泵抽空現象; 或者原油中含有雜質將過濾器堵塞, 發生加熱泵供液不足斷流現象。加熱泵斷流后, 原油不能及時地補充到加熱爐的加熱管里, 空燒加熱管使加熱管內原油產生焦結現象, 更嚴重時有可能引發加熱爐管燒毀甚至于著火爆炸的重大安全事故。

     因此聯合站針對此種情況, 采用壓力變送器傳遞信號給DCS 微機控制系統, 微機控制系統傳遞信號實施對加熱爐電路的控制。當加熱泵斷流時, 加熱爐自動滅火, 有效避免了加熱泵斷流引發的加熱爐空燒現象, 避免了因加熱管內原油空燒時焦結, 引發的加熱爐進、出口的壓差增加隱患, 保證了加熱爐系統的正常工作。

2　控制系統工作原理

    根據本聯合站的實際生產情況, 采用在加熱爐進口安裝壓力變送器來達到控制加熱爐進出口壓差的方法, 應對加熱泵斷流的現象。加熱爐內的油流斷流的原因是: 加熱原油介質是油、氣、水三項混合物,油流在經過二、三級換熱系統加熱后, 部分原油伴生氣會析出, 原油中的水會氣化成水蒸氣, 使油流含氣量不穩定, 有時可能會出現某一時間段內流程內基本上全部是氣體。而往加熱爐泵油的加熱泵是轉子離心泵, 當流程內介質是氣體時, 加熱泵就會出現抽空現象。當原油介質內雜質較多堵塞過濾器時, 也會因供液不足造成加熱泵抽空現象。當加熱泵抽空時, 加熱管就會產生空燒現象, 情況較輕時, 易引起加熱爐盤管焦結, 使加熱管內加熱截面積減小, 加熱爐進出口壓差增大, 給生產設備的正常運行造成負面影響。嚴重時可能引起加熱管受熱變形扭曲, 甚至于產生加熱爐燒毀或爆炸事故。加熱泵抽空時, 加熱爐進、出口壓力均會急劇降低, 進口壓立刻將至0.12MPa, 出口壓力可降至0. 06MPa。正常工作時, 出口壓力是0. 13～0. 17MPa, 進口壓力是0. 25～ 0.35MPa。根據這一特點, 聯合站在加熱爐的進口處安裝一壓力變送器, 壓力變送器將信號傳遞給微機, 當高于設定值或低于設定值時, 壓力變送器傳遞信號給微機控制系統, 微機控制加熱爐智能控制電路, 使線路處于斷開狀態, 加熱爐自動滅火。根據這一原理, 我們將加熱爐燃燒器控制線路斷開的高位報警點調至0. 35MPa, 低位報警調制0. 24MPa, 而加熱爐正常工作時壓力變送器正常的工作范圍在0. 25～0.35MPa, 正常工作時線路是閉合的。工作指示圖:

加熱爐智能配電柜的控制電路中有一個5 號線路和34 號線路是常閉合的, 當5 和34 線路斷開時,加熱爐的控制電路將斷電, 系統將會自動停止加熱爐的工作, 利用這一特性我們將微機控制線路引線的分別接在5 和34 接點上, 與智能配電柜相連接。示意圖如下:

加熱泵正常工作時, 壓力正常, 因此壓力變送器傳遞給微機的信號是0. 25～0. 35MPa, 智能配電柜5 和34 接口的是閉合的。當加熱泵抽空或流程斷流時,電接點壓力表指針會瞬間降至0. 12MPa, 低于設定的0. 24MPa, 此時壓力變送器傳遞給微機的信號是低壓報警, 控制智能配電柜5 和34 接點的線路也將斷開, 系統會自動停止工作, 從而使加熱爐停止工作, 能夠起到防止加熱爐空燒現象的發生。當加熱泵工作異常壓力高于0. 35MPa 時, 壓力變送器傳遞給微機的信號是高位報警, 控制智能配電柜線路也會斷開, 加熱爐自動停止工作。加熱爐停爐后, 現場設備流程經值班人員檢查、調整, 具備工作條件后, 可點爐進行正常生產。

3　現場應用效果

壓力變送器控制加熱爐斷流系統的應用, 有效減少了加熱爐空燒事故發生的可能性, 消除了重大的安全隱患。從而使加熱爐一直處于正常的工作狀態, 避免了加熱泵抽空時產生的加熱管空燒現象, 而加熱管空燒易會引起加熱爐盤管焦結、加熱爐進出口壓差增加, 嚴重時可能引起加熱管受熱變形扭曲,甚至于產生加熱爐燒毀或爆炸事故。壓力變送器控制斷流系統的應用保證了原穩生產系統所需的油流的正常, 加熱爐系統的進、出口壓差由以上對策使用前的最高壓差0. 22MPa, 穩定在現在的0. 12MPa 左右, 使用效果非常明顯。更重要的是控制系統的使用, 提高了整個加熱爐系統的安全使用性能, 杜絕了重大安全事故發生的可能性, 保證了原穩系統的正常生產, 為本站創造了可觀的經濟效益和社會效益