课程设计要求加热炉.doc

加热炉流程及控制要求 一、被控对象工艺流程描述 所选被控对象为过程工业领域常见的加热炉单元，通过加热炉辐射与对流传热将一定流量的物料A 加热至工艺要求的温度。 待加热物料A 经由上料泵P1101 泵出，分两路，其中一路进入换热器E1101 与热物料换热后，与另外一路混合，进入加热炉F1101 的对流段。进入换热器E1101 的待加热物料A 走管程，一方面对最终产品（热物料A）的温度起到微调（减温）的作用，另一方面也能对待加热物料A 起到一定的预热作用。 加热炉对流段由多段盘管组成，炉膛产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的物料A 换热，回收烟气中的余热并使物料A 进一步预热。 对流段流出的物料A 全部进入F1101 辐射段炉管，接受燃烧器火焰的辐射热量，达到所要求的高温后出加热炉，进入换热器E1101 壳程，进行温度的微调并为冷物料预热，最后以工艺所要求的物料温度输送给下一生产单元。 二、工艺过程简介 待加热物料A 流量为F1101，温度为常温20℃，经由上料泵P1101 泵出。流量管线上设有调节阀V1101，调节阀有前、后阀XV1101 和XV1102，以及旁路阀HV1101。 待加热物料A 被分为两路，一路进入换热器E1101 预热，预热后与另外一路混合进入加热炉。两路物料A 管道上分别设有调节阀V1102 和V1103。正常工况时，大部分待加热物料A 直接流向加热炉对流段，少部分待加热物料A 流向换热器，其流量为F1102。 燃料经由燃料泵P1102 泵入加热炉F1101 的燃烧器，燃料流量为F1103，燃料压力为P1101，燃料流量管线设调节阀V1104。空气经由变频风机K1101 送入燃烧器，空气量为F1104。燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使辐射段炉管内的物料A 迅速升温。燃烧产生的烟气带有大量余热，在对流段进行余热回收。 对流段烟气出口处的烟气温度为T1105。烟气含氧量A1101 设有在线分析检测仪表。烟道内设有挡板DO1101。 出对流段、入辐射段的物料A 温度为T1102。从辐射段炉管出来的温度为T1103 的高温物料A 进入换热器E1101，进行温度的微调。最终产品（热物料A）的温度为T1104，流量为F1105，出口管道上设流量调节阀V1105。 炉膛压力为P1102，炉膛中心火焰温度为T1101，为红外非接触式测量，仅提供大致温度的参考。 工艺流程图中的仪表及操作设备说明如下： 1. 检测仪表 位号检测点说明单位位号检测点说明单位AI1101烟气含氧量%PT1101燃料压力MPaFT1101待加热物料A流量kg/sPT1102炉膛压力MPaFT1102去换热器的待加热物料A流量kg/sTT1101炉膛中心火焰温度℃FT1103燃料流量kg/sTT1102进入加热炉辐射段的物料A温度℃FT1104空气量m3/sTT1103出加热炉辐射段的物料A温度℃FT1105产品（热物料A）流量kg/sTT1104产品（热物料A）温度℃TT1105烟气温度℃2. 执行机构 位号执行机构说明位号执行机构说明V1101待加热物料A管线流量调节阀V1104燃料管线流量调节阀V1102直接进入加热炉对流段的待加热物料A管线流量调节阀V1105产品（热物料A）管线流量调节阀V1103去换热器的待加热物料A管线流量调节阀DO1101烟道挡板3. 开关阀 位号执行机构说明XV1101物料A管线流量调节阀前阀XV1102物料A管线流量调节阀后阀4. 手操阀 位号执行机构说明HV1101物料A管线流量调节阀旁路阀三、具体控制要求 1. 热物料出口温度控制方案，在物料A 进料量一定的情况下，使得热物料A 达到要求的温度并维持其在允许的范围内。 2. 节能控制，在满足工艺控制要求的前提下，达到最小燃料使用量。一方面要求加热炉在正常工况时燃料的使用量最少。 3. 减排控制，排放指标主要体现在二氧化碳的排放量上，同时兼顾由于燃烧不充分产生有毒一氧化碳的排放量。 4. 安全控制，针对炉管爆裂（A 物料为可燃物质）、炉膛灭火、进料中断这三种加热炉事故进行故障识别并设计相应的安全控制系统。