Автоматизация печи дожига газов

3. Описание  функциональной схемы автоматизации

В существующей системе автоматизации реализованы  следующие основные контуры регулирования:

• регулирование температуры в печи F03 осуществляется комбинированной АСР посредством изменения расхода подачи топливного газа в топку;
• регулирование температуры дымовых газов после пароперегревателя Е07 осуществляется одноконтурной АСР за счет изменения расхода пара, подаваемой в трубное пространство теплообменника;
• регулирование расхода технологического воздуха и поддержание соотношения топливный газ/воздух осуществляется каскадной АСР с помощью воздействия на соответствующий клапан на линии подачи воздуха;
• регулирование температуры перегретого пара, нагреваемого в теплообменнике Е07 осуществляется одноконтурной АСР с помощью изменения расхода впрыскиваемой воды клапаном на линии подачи воды.

Также в данной системе автоматизации осуществляется контроль параметров с регистрацией их по месту или на щите в операторной. Наиболее важными из них являются:

• содержание SO₂ и O₂ в дымовых газах после Е07, выбрасываемых в атмосферу (SO₂ 0,07-0,1%об, O₂<1%об);
• температура дымовых газов после Е07;
• давление воздуха, подаваемого в печь F03 (0,1 кг/м²);
• давление остаточных газов, подаваемых в топку печи F03 (0,03 кг/м²);
• давление в топке F03;
• расход перегретого пара (147,8 т/ч).

В проектируемой  АСР также предусмотрена сигнализация достижения ряда параметров предельных значений и срабатывание системы защиты и блокировок для исключения аварийных ситуаций.

• Низкое давление топливного газа (3,5 кг/см²).
• Отсутствие пламени на горелках печи – 3 штуки.
• Низкая температура в топке печи F03 (520°С).
• Высокая температура в топке печи F03 (600°С).
• Низкое соотношение воздух/топливный газ (13,2 кг/кг).
• Низкий расход воздуха (10000 м³/ч);
• Неисправность электродвигателя воздуходувок;

Разработана функциональная схема автоматизации системы управления процессом сжигания остаточных газов установки У151.

Остаточные газы отделения  Сульфрин подаются в топку печи F03 для сжигания. К этому потоку также прибавляются газы с котлов Н01 и Н11 и газ дегазации серной ямы Т02. Перед входом в печь стоит датчик расхода поз. 6-1. Он посылает сигнал на преобразователь расхода поз. 6-2, с выдачей показаний на ЭВМ. Температура в топке печи измеряется датчиком температуры поз. 7-1. Измеренное значение отправляется на преобразователь 7-2, который посылает унифицированный сигнал на регулятор температуры поз. 7-3. Также на этот регулятор приходит сигнал с преобразователя расхода поз. 6-2. Учитывая влияние этих двух параметров, регулятор выдает управляющее воздействие через электропневматический преобразователь поз. 7-5 на исполнительный механизм – клапан поз. 7-6 на линии топливного газа. Так осуществляется регулирование температуры в топке печи F03.

В процессе сгорания образуются дымовые газы, которые направляются через теплообменники Е05 и Е07 в  дымовую трубу, где выбрасываются  в атмосферу. В теплообменнике Е05 газы охлаждаются до 484°С, в Е07 –  до 343°С. Температура после Е07 измеряется датчиком поз. 1, преобразуется поз. 1-2 и поступает на регулятор поз.1-3. Регулятор управляет клапаном поз. 1-6 посредством электропневматического преобразователя 1-5. Изменение расхода пара в трубах Е07 влияет на температуру газов после Е07.

Перед входом в боров трубы D01 расположен газоанализатор содержания SO₂ и O₂ поз. 3-1. От него сигнал идет на преобразователь поз. 3-2, который преобразует его в унифицированный сигнал 4-20 мА, с выдачей показаний на ЭВМ.

Температура газов на выходе из трубы измеряется датчиком поз. 2-1, сигнал от него приходит на преобразователь поз. 2-2, с выдачей показаний на ЭВМ.

Топливный газ поступает  к F03 от границы установки и сжигается в потоке воздуха, создаваемого воздуходувками К02 и К12 на трех горелках, расположенных на фасаде печи. Каждая горелка снабжена основной горелкой, пилотной горелкой, электрозапальником и датчиком наличия пламени (поз. 8-1, 9-1, 10-1). На пилотные горелки газ подается через клапан-отсекатель (поз.8-8). Сигнал от датчика наличия пламени поступает на сигнализацию (поз. 8-2), и далее идет на ПЛК и ЭВМ в операторную. В случае погасания какой-либо из горелок выдается сигнал на ключ управления (поз. 8-3), который через электропневматические преобразователи (поз. 8-4, 8-5, 8-6) дает команду закрыть клапаны-отсекатели поз. 8-7 и 8-8, открыть поз. 8-9.

Расход топливного газа измеряется расходомером поз. 4-1, далее он посылает сигнал на преобразователь поз. 4-2, который  вырабатывает унифицированный сигнал 4-20мА. Тот регистрируется на ЭВМ, а  также поступает на регулятор  соотношения расхода воздуха и топливного газа поз. 5-3. На этот регулятор также приходит сигнал с датчика расхода на линии подачи воздуха поз. 5-1, через преобразователь поз. 5-2. Регулятор соотношения управляет расходом воздуха посредством электропневматического преобразователя поз. 5-5 и клапана поз. 5-6.

На линии топливного газа предусмотрена сигнализация по давлению, которая расположена по месту (поз. 12-1) и выводится на ЭВМ в операторную. В случае слишком низкого или  высокого давления, сигнализация срабатывает, и подается сигнал на закрытие клапанов поз.8-7, 8-8, открытие поз. 8-9, а также на электродвигатели воздуходувок (через магнитные пускатели поз. 12-3, 12-5).

Для обеспечения безопасности здоровья рабочего персонала предусмотрена  система контроля состава воздуха рядом с установкой, которая обеспечивается датчиком поз. 13-1, и сигнализацией поз. 13-2, сигнал с которых регистрируется на ЭВМ в опереторной.