Способ регулирования нагрева в трубчатой печи Советский патент 1990 года по МПК C10G7/00 

Изобретение относится к способам регулирования двух параллельно работающих трубчатых печей.

Цель изобретения - экономия топлива и упрощение аппаратурной реализа- ции при параллельном нагреве вещества в двух идентично регулируемых печах с общим приемником.

Экономия топлива происходит путем распределения нагреваемого вещества между печами при сохранении его суммарного количества постоянным таким образом, что печь, имеющая более высокий КПД, нагружается больше, а печь, имеющая более низкий КПД, нагружается меньше.

Согласно способу регулирования нагрева в трубчатой печи, включающему измерение и регулирование заданного расхода нагреваемого вещества, измерение температуры нагреваемого вещества на выходе из печи и стабилизацию температуры изменением расхода топлива в печь, расход вещества в печь периодически изменяют на шаговую величину, сохраняя суммарный расход через обе печи, причем время между последовательными периодическими очередными шагами больше времени, необходимого для восстановления температуры нагреваемого вещества на выходе из отдельных печей после шагового изменения

ел

о 1 ел

со

ю

расхода вещества, определяют температуру всего вещества, нагретого в обеи печах в момент очередного шагового изменения и после него через время, меньшее необходимого для восстановления температуры, и если второе значение меньше первого, направление очередного шага меняют и производят внеочередное изменение расхода вещества через печи на величины, противоположные величинам предыдущего очередного шага, сохраняя суммарный расход, как и при очередных шагах.

Периодическое шаговое изменение расхода нагреваемых веществ в печах с переменой направления очередного шага в случае, если предыдущий шаг привел к понижению температуры смеси по сравнению с предыдущим замером, позволяет перевести печи после нескольких таких шагов в такой режим работы, когда суммарный расход топлива в обе печи становится меньшим; чем до начала таких шаговых изменений расхода.

Частота и величина периодических шаговых изменений расхода вещества выбирается, с одной стороны, так, чтобы уменьшить колебания, вносимые в технологический процесс, с другой сто роны, так, чтобы, система успевала реагировать на изменения удельных расходов топлива и могла бы обнаруживать их по отклонениям температуры веществ в объединенном потоке. Для установки нефтепереработки удовлетворительными являются шаговые изменения расхода величины в два- три процента от общего расхода, осуществляемые с частотой один раз в один или два часа.

Необходимость смены направления шаговых изменений расхода, входящей в предлагаемый способ объясняется тем,

Отбензиненная нефть, направляется в две параллельно работающие печи: первую печь 1 и вторую печь 2 по трубопроводам 3 и Ц. Расход отбензинен- ной нефти по трубопроводу 3 измеряет ся расходомером 5, а по трубопроводу k - расходомером 6. Оба расхода регулируются : в трубопроводе 3 регулятором 7i а в трубопроводе Ц - регулятором 8, причем выход регулятора 7 -воздействует на клапан 9 на трубопроводе 3, а выход регулятора 8 воздействует на клапан 10,установленный на трубопроводе k. Нагретая отбензиненная нефть отводится из печи 1 по трубопро воду 11, а из печи 2 - по трубопроводу.12, причем оба последних трубопровода объединяются в трубопровод 13, по которому отбензиненная нефть постоянно отводится из печи. Температура на выходе из печи 2 измеряется датчиком Ц, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 12. Температура отбензиненной нефти на выходе из печи 1 измеряется датчиком 15, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 11. Температура отбензиненной нефти на выходе из второй печи 2 стабилизируется регулятором 16, а на выходе первой печи 1 - регулятором 17. Выход регулятора 16 воздействует на клапан 18, а регулятора 17 - на клапан 19. Температура объединенного потока отбензиненной нефти измеряется датчиком 20 температуры, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 13. Выход датчика 20 подключен к входу ЭВМ 21. Клапаны 18 и 19 расположены на трубопроводах 22 и 23, которые, ответвляясь от общей линии 2 расхода топлива, подают топливо во вторую и первую печи соответственно. Расходомеры 5 и 6 подсоединены к входам Переменная регуляторов 7 и 8 соответственно, первый выход ЭВМ соединен с входом Задание регулятора 7, а второй - с входом Задание регулятора 8.

50

что, начиная с некоторой нагрузки, .г ограниченность объема печи, тяги,дод- дува воздуха, возможности хорошего распыления топлива приводят к ухудшению условий сгорания и, следовательно, к росту необходимого удельного расхода. Оценивание эффективности шагового изменения расхода вещества по направлению изменения температуры смеси до восстановления требуемой температуры и установление по результатам ее Пример. Программа ЭВМ, наст- замера при необходимости новых расхо- роена так, что очередные изменения дов топлива позволяет исключить режим расходов совершаются один раз в два работы печи с повышенным удельным рас- часа, а внеочередные - через 6 мин ходом топлива.после очередных, если в них появляетЮ

15

20

зо25

7596«

На чертеже приведена схема установки для технической реализации способа.

Отбензиненная нефть, направляется в две параллельно работающие печи: первую печь 1 и вторую печь 2 по трубопроводам 3 и Ц. Расход отбензинен- ной нефти по трубопроводу 3 измеряется расходомером 5, а по трубопроводу k - расходомером 6. Оба расхода регулируются : в трубопроводе 3 регулятором 7i а в трубопроводе Ц - регулятором 8, причем выход регулятора 7 -воздействует на клапан 9 на трубопроводе 3, а выход регулятора 8 воздействует на клапан 10,установленный на трубопроводе k. Нагретая отбензиненная нефть отводится из печи 1 по трубопроводу 11, а из печи 2 - по трубопроводу.12, причем оба последних трубопровода объединяются в трубопровод 13, по которому отбензиненная нефть постоянно отводится из печи. Температура на выходе из печи 2 измеряется датчиком Ц, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 12. Температура отбензиненной нефти на выходе из печи 1 измеряется датчиком 15, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 11. Температура отбензиненной нефти на выходе из второй печи 2 стабилизируется регулятором 16, а на выходе первой печи 1 - регулятором 17. Выход регулятора 16 воздействует на клапан 18, а регулятора 17 - на клапан 19. Температура объединенного потока отбензиненной нефти измеряется датчиком 20 температуры, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе 13. Выход датчика 20 подключен к входу ЭВМ 21. Клапаны 18 и 19 расположены на трубопроводах 22 и 23, которые, ответвляясь от общей линии 2 расхода топлива, подают топливо во вторую и первую печи соответственно. Расходомеры 5 и 6 подсоединены к входам Переменная регуляторов 7 и 8 соответственно, первый выход ЭВМ соединен с входом Задание регулятора 7, а второй - с входом Задание регулятора 8.

35

40

50

.г , Пример. Программа ЭВМ, наст- роена так, что очередные изменения расходов совершаются один раз в два - часа, а внеочередные - через 6 мин после очередных, если в них появляется необходимость, т.е. если температура после очередного изменения падает .

Систему, реализующую способ, включают в момент, когда режим в обеих .(печах установившийся и расход и в первую печь и во вторую составляет 360 . Температура выхода первой и второй печей - 360 С.

В 10 ч ЭВМ уменьшает задание регулятору 7 и увеличивает регулятору 8 на 10 м3/ч. Установление новых расходов: 350 м3/ч через первую печь и 370 м3/ч через вторую заканчивается к 10 ч 6 мин, а датчик 20 выдает сигвает по сравнению с известными экономию топлива, необходимого для нагрева данного количества вещества до заданной температуры при нагреве его в,

fI

5 двух печах за счет более выгодного распределения вещества между печами; упрощение системы, осуществляющей это распределение за счет того, что в реализации способа не участвуют измерения расхода топлива в печь.

10

Применение предлагаемого способа дает преимущество в применении к пе- )5 чам в установках первичной переработки нефти, когда производительность нал, свидетельствующий о том, что тем- этих установок превышает проектную, пература всей отбензиненной нефти к Недогрев отбензиненной нефти приводит этому моменту поднялась на 1°С, а мак- к значительному падению извлечения це- симальное отклонение, приходящееся на 20 левых продуктов. Увеличение доли нагреваемого вещества в печи с меньшим удельным расходом топлива позволяет избежать недогрева отбензиненной неф10 ч 9 мин составляет 2,4°С. В 12 ч

ти, что в свою очередь, увеличивает 25 отбор целевых продуктов.

Формула изобретения

задание регулятору 7 еще понижается на 10 м3/ч, а регулятору 8 - повышается на такую же величину. Новые задания расходов устанавливаются, как и прежде к концу шестой минуты после изменений заданий, а температура оказывается в этот момент равной ЗбО,4°С. В 14 ч из-за того, что уменьшение заг- Способ регулирования нагрева в рузки в 12 ч вызвало временное повы- зо трубчатой печи, осуществляемый путем

измерения и регулирования расхода нагреваемого вещества, измерения температуры нагреваемого вещества на выходе из печи и стабилизации этой темпешение температуры, снижения загрузки первой печи продолжают. В 14 ч 6 мин расход в печь 1 становится 330 м /ч,

35

ратуры изменением расхода топлива в печь, отличающийся тем,

а в печь 2 - 390 мэ/ч. Однако в отличие от предыдущего изменения расходов это изменение сопровождается тем, что температура всей отбензиненной нефти

щения аппаратурной реализации при параллельном нагреве вещества в двух

мин задания регуляторам pacxo- Q идентично регулируемых печах с общим дов внеочередным образом изменяют так, приемником, расходы вещества в печах что к 14 ч 12 мин расходы устанавли- периодически изменяют на шаговую ве- ваются на значениях 340 м /ч для перснижается и в момент установления новых расходов равна 359,6°С. Поэтому в 14 ч 6

вой печи и 380 мэ/ч - для второй. Очередное изменение расходов происходит в 16 ч, в результате устанавливаются расходы: 350 мэ/ч в первую печь и 370 мэ/ч в вторую. Температура опять понижается на 0,4°С, В связи с этим расходы внеочередным образом в 16 ч 6 мин вновь изменяют, возвращая расход в печь 1 на 340 м5/ч, а в печь 2 на 380 мэ/ч. Вокруг этого распределения происходит рысканье, причем отклонения от найденных оптимальных значений проявляются в течение 12 мин каждые 2 ч„

Использование предлагаемого способа нагрева в трубчатой печи обеспечиличину, сохраняя постоянным суммарный расход через обе печи, причем время

45 между последовательными периодическими очередными шагами выбирают больше времени, необходимого для восстановления температуры нагреваемого вещества на выходах из отдельных печей пос5Q ле шагового изменения расхода вещества, определяют температуру всего вещества, нагретого в обеих печах в момент очередного изменения и после него через время, меньшее времени,необходимого для восстановления температуры, и, если второе значение температуры меньше первого, направление оче- . редного шага меняют и производят внеочередное изменение расходов вещества

вает по сравнению с известными экономию топлива, необходимого для нагрева данного количества вещества до заданной температуры при нагреве его в,

I

двух печах за счет более выгодного распределения вещества между печами; упрощение системы, осуществляющей это распределение за счет того, что в реализации способа не участвуют измерения расхода топлива в печь.

Применение предлагаемого способа дает преимущество в применении к пе- )5 чам в установках первичной переработти, что в свою очередь, увеличивает отбор целевых продуктов.

Формула изобретения

Способ регулирования нагрева в трубчатой печи, осуществляемый путем

35

ратуры изменением расхода топлива в печь, отличающийся тем,

Q идентично регулируемых печах с общим приемником, расходы вещества в печах периодически изменяют на шаговую ве-

личину, сохраняя постоянным суммарный расход через обе печи, причем время

5 между последовательными периодическими очередными шагами выбирают больше времени, необходимого для восстановления температуры нагреваемого вещества на выходах из отдельных печей посQ ле шагового изменения расхода вещества, определяют температуру всего вещества, нагретого в обеих печах в момент очередного изменения и после него через время, меньшее времени,необходимого для восстановления температуры, и, если второе значение температуры меньше первого, направление оче- . редного шага меняют и производят внеочередное изменение расходов вещества

715675968

через печи на величины, противополож- шага, сохраняя суммарный расход, как ные величинам предыдущего очередного и при очередных шагах.

Изобретение относится к способам регулирования параллельно работающих печей, нагревающих вещество, и может быть применено в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Целью изобретения является экономия топлива и упрощение аппаратурной реализации при параллельном нагреве вещества в двух идентично регулируемых печах с общим приемником. Способ регулирования расхода вещества в печах позволяет определить из двух печей одну с более высоким КПД и за счет увеличения ее нагрузки при сохранении суммарного расхода нагреваемого вещества постоянным уменьшить по сравнению с прототипом количество потребляемого топлива для нагрева определенной массы вещества до заданной температуры. 1 ил.

Нагреваемое бещестбо

Редактор М. Недолуженко

Составитель И. Каримов

Техред М.Ходанич Корректор Т. Малец

Заказ 1301

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Ц/5

Подписное