三聚氰胺裝置燃燒器控制系統(tǒng)的優(yōu)化

徐壽永，漆輝蓉，譚玉誠(chéng)（烏魯木齊石化公司化纖廠儀表車間 新疆 烏魯木齊 830019）

前言

烏魯木齊石化公司化纖廠三聚氰胺裝置采用的是意大利歐技公司的高壓法三聚氰胺生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)能力為三聚氰胺3.0萬噸/年，年設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間8,000小時(shí)。裝置的加熱系統(tǒng)是向反應(yīng)器、廢水分解器預(yù)熱器和反應(yīng)器夾套、閥門提供所需熱量的。因加熱爐是以天然氣為燃料的，所以，一方面燃?xì)馊紵飨到y(tǒng)事故具有突發(fā)性強(qiáng)，復(fù)雜程度大，安全性要求極高，破壞力大的特點(diǎn)，另一方面燃燒系統(tǒng)是化工裝置高能耗的，高污染的系統(tǒng)。兩套燃燒器約消耗：每小時(shí)700方天然氣，每年將使用約604萬立方天然氣，排放二氧化碳約1.2萬噸。為了有效的節(jié)約天然氣，同時(shí)減少二氧化碳的排放，針對(duì)此類情況，我們決定對(duì)燃燒器控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

一、燃燒器系統(tǒng)現(xiàn)狀

1、從裝置開工以來，工藝人員多次反應(yīng)燃燒器系統(tǒng)調(diào)節(jié)波動(dòng)比較大，最小流量只能控制在80標(biāo)方以上，調(diào)節(jié)幅度在30-50方左右，達(dá)不到精細(xì)調(diào)節(jié)。

2、在09年，兩次由奧林燃燒器公司和檢測(cè)中心對(duì)煙道中氧含量測(cè)試中均在6-8%左右，因無監(jiān)控手段，難以調(diào)整到好的“空燃比”和進(jìn)一步提高熱效率 。

3、兩套燃燒器約消耗每700方/小時(shí)，每年約使用604萬方天然氣，對(duì)大氣排放二氧化碳約1.2萬噸。

二、燃燒器控制系統(tǒng)問題的分析

1、DCS程序：燃燒系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式為寬頻脈沖調(diào)節(jié)，而且燃燒器系統(tǒng)程序中脈沖頻寬的基本單位過大，對(duì)溫度沒有超前調(diào)節(jié)功能，計(jì)算后輸出幅值不能做到精細(xì)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)伺服機(jī)構(gòu)變化幅度過大，影響燃燒爐溫度的穩(wěn)定，造成燃料（天然氣）的浪費(fèi)。

2、自力式調(diào)節(jié)閥:從功能上講自力式調(diào)節(jié)閥只有調(diào)節(jié)壓力的作用，很難對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整，僅僅依靠伺服凸輪調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁繜o法滿足對(duì)流量調(diào)節(jié)的要求。并且裝置所用的自力式閥多次出現(xiàn)故障,2009年以來3次出現(xiàn)強(qiáng)制關(guān)閉的故障，關(guān)閉后無法再打開，導(dǎo)致燃燒器停止工作，如果重新點(diǎn)爐開工，勢(shì)必加大了能源的消耗。

3、裝置燃燒器系統(tǒng)由于無煙氣氧含量的檢測(cè)手段，天然氣和空氣配比量完全依靠人為的經(jīng)驗(yàn)判斷，導(dǎo)致氧含量無法控制在一個(gè)理想的范圍，08、09年我們請(qǐng)奧林燃燒器公司和監(jiān)測(cè)中心對(duì)我裝置燃燒系統(tǒng)煙道氧含量進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試值均在6%-8%左右?？杖急炔焕硐氡囟〞?huì)造成能源的浪費(fèi)。

三、對(duì)策與實(shí)施

1、上線安裝氧化鋯分析儀以監(jiān)控?zé)煔庋鹾?并對(duì)氧化鋯編程組態(tài)。新增加的氣動(dòng)控制閥與原來的伺服系統(tǒng)配合調(diào)節(jié)，一方面提高了控制精度，另一方面能較好的控制煙氣氧含量。并對(duì)天然氣流量的控制達(dá)到最小控制量為：30 m3，查工藝分析數(shù)據(jù)，2010年11月1日至11月15日產(chǎn)品噸消耗天然氣為197 m3，實(shí)現(xiàn)了控制要求。

2、對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行改造：重新選擇具有良好流量調(diào)節(jié)性能的等百分比的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥取代原先的自力式調(diào)節(jié)閥，達(dá)到對(duì)天然氣流量的精確調(diào)節(jié)作用。在烘爐時(shí)，完全可以得到一個(gè)更加平穩(wěn)緩和的烘爐溫度曲線；實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃燒爐燃?xì)庳?fù)荷微調(diào)，從而達(dá)到了溫度的精確控制，節(jié)約能源的目的。

3、編程組態(tài)：對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行站間通訊。

4、PLC程序修改：將脈沖調(diào)節(jié)程序進(jìn)行了修改優(yōu)化，細(xì)化了動(dòng)作過程從而從達(dá)到平穩(wěn)調(diào)節(jié)的目的。

四、效果檢查與經(jīng)濟(jì)效益

1、措施實(shí)施后的2011年11月至2011年2月，單耗為196 m3。說明我們的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2、經(jīng)濟(jì)效益：提高了1%的熱效率，通過計(jì)算，每年少排放21.928噸。天然氣單耗比改造前降低了至少14.4方/噸，若產(chǎn)量按3萬噸計(jì)算，通過計(jì)算每年將節(jié)約14.4×3=43.2萬方天然氣，按每方天然氣1.03元計(jì)算，每年節(jié)約44.5萬元。每年因改造直接減少對(duì)大氣排放CO2=43.2*2.05=885.6噸二氧化碳。

3、新實(shí)現(xiàn)的功能

（1）實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬縋ID調(diào)節(jié)控制功能

（2）實(shí)現(xiàn)燃燒系統(tǒng)燃?xì)獾土髁糠€(wěn)定運(yùn)行

（3）實(shí)現(xiàn)煙道氧含量的遠(yuǎn)程監(jiān)控

五、結(jié)束語(yǔ)

通過本次改造優(yōu)化活動(dòng)，我們成功的解決了我廠三聚氰胺裝置燃燒器控制系統(tǒng)的問題，成功的降低了裝置袋天然氣噸單耗高的難題，達(dá)到了節(jié)能減排的目的，取得了很好的效果。

徐壽永，男，漢族，祖籍：四川瀘州，1968年1月出生，1998年7月畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)，現(xiàn)任中石油烏石化公司化纖廠儀表車間安全工程師