[发明专利]一种新型真空相变加热炉智能控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在油田油气集输领域加热炉上的控制系统，尤其涉及一种新型真空相变加热炉智能控制系统。

背景技术

加热炉广泛应用于油气集输系统中，将原油、天然气及其井产物加热至工艺所要求的温度，以便进行输送、沉降、分离、脱水和初加工。现有加热炉控制系统比较简单，主要被控参数选择炉内压力或温度，通过对固定工况环境换热的设计计算来达到控制最终介质温度的目的。由于温度的迟滞效应，导致最终介质温度始终落后于想要达到的目标值，因此对工况的要求很高，但正常生产中，工况条件不断变化，导致被控介质的参数在较大的范围内波动，一般在+10℃内波动，不能做到精确控制，一旦工况环境远离设计参数，就会导致整套系统工作的不平稳，甚至无法工作。以上这些原因，导致加热炉的适应能力低下，经常达不到控制要求，现场的维护量增加，能源也大量浪费。

现有的控制系统为保证设备的运行安全，多设置简单的安全联锁装置；现有加热炉出现故障后，故障的判断解除基本上依靠人工经验来解决，因此对售后人员要求比较高；现有加热炉的控制多采用就地控制，异地远传监控，加热炉的启停、参数修改需要在现场进行，当出现故障异地发现后还需到现场停机，容易酿成事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型真空相变加热炉智能控制系统，该系统具有全自动运行、无需人工干预，智能分析、智能诊断功能，同时满足多种通讯要求，并具有就地、异地均可控制的功能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型真空相变加热炉智能控制系统，主要由数据采集模块1、就地控制模块2、异地控制模块3、远传显示模块4和通讯模块5组成，数据采集模块1分别与就地控制模块2、异地控制模块3连接，就地控制模块2、异地控制模块3、远传显示模块4、通讯模块5依次连接；数据采集模块1采集现场数据，将采集的数据传送给就地控制模块2，就地控制模块2通过报警检测、PID运算，输出控制信号至燃烧装置，调节燃烧装置输出功率大小，以保证最终介质出口温度平稳；同时，数据采集模块1采集的现场数据远传给异地控制模块3，并在远传显示模块4上分析、显示、记录、打印；通过异地控制模块3计算，分析加热炉的工作情况，根据不同的工况条件，给燃烧装置发出不同的指令，以使整个加热过程处于最优状态。

本发明的控制系统改变对加热炉内温度或压力的控制方式，选择最终介质的出口温度为控制参数，使系统运行始终处于最优状态。目前，加热炉的控制媒介都是加热炉内中间介质的压力或温度，然后再由这个参数影响最终控制目标——最终介质的出口温度，这样最终介质的出口温度迟滞效应明显，控制目标参数的稳定性不能够得到保障，它始终随着流量的变化波动，为了达到控制效果，必须提高设定温度，从而在相同的被控温度参数下，消耗更多的燃料。而本发明的控制系统直接控制最终需要的媒介，即最终介质出口温度，使得温度迟滞效应最大幅度的降低，也使得出口温度的波动受到限制，从而达到节省能源的目的。同时，由于控制对象的转移，本发明系统的使用能力大大提高，当工况发生变化时，仍然能较好的控制出口温度，使出口温度保持在设定值的±1℃以内。

本发明的控制系统为智能控制系统，在燃烧器运行过程中，随着工况的变化，控制系统需要不断的进行调整。根据数据采集模块采集的数据，系统分析出不同的工况条件，从而给出最合理的建议，由操作员进行选择。控制系统通过分析燃烧装置的输出功率、最终介质出口温度、最终介质入口温度、炉内压力的曲线，判断炉内的结垢、真空度情况，同时通过分析最终介质的流量，判断加热炉处于哪种工作负荷，为加热炉的检修提供数据。本发明的控制系统有自动故障诊断功能，对加热炉经常遇到的故障，如：最终介质出口温度达不到要求；最终介质出口温度波动过大；炉内压力过高；频繁启、停燃烧器等，在对检测参数进行分析的基础上，进行合理的判断，得出产生故障的原因，并提出具体的解决办法供操作员实施。