三聚氰胺裝置燃燒器控制系統的優化

徐壽永，漆輝蓉，譚玉誠（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技術，生產能力為三聚氰胺3.0萬噸/年，年設計運行時間8,000小時。裝置的加熱系統是向反應器、廢水分解器預熱器和反應器夾套、閥門提供所需熱量的。因加熱爐是以天然氣為燃料的，所以，一方面燃氣燃燒器系統事故具有突發性強，復雜程度大，安全性要求極高，破壞力大的特點，另一方面燃燒系統是化工裝置高能耗的，高污染的系統。兩套燃燒器約消耗：每小時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。為了有效的節約天然氣，同時減少二氧化碳的排放，針對此類情況，我們決定對燃燒器控制系統進行優化。

一、燃燒器系統現狀

1、從裝置開工以來，工藝人員多次反應燃燒器系統調節波動比較大，最小流量只能控制在80標方以上，調節幅度在30-50方左右，達不到精細調節。

2、在09年，兩次由奧林燃燒器公司和檢測中心對煙道中氧含量測試中均在6-8%左右，因無監控手段，難以調整到好的“空燃比”和進一步提高熱效率 。

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

二、燃燒器控制系統問題的分析

1、DCS程序：燃燒系統的調節方式為寬頻脈沖調節，而且燃燒器系統程序中脈沖頻寬的基本單位過大，對溫度沒有超前調節功能，計算后輸出幅值不能做到精細調節，導致現場伺服機構變化幅度過大，影響燃燒爐溫度的穩定，造成燃料（天然氣）的浪費。

2、自力式調節閥:從功能上講自力式調節閥只有調節壓力的作用，很難對流量進行調整，僅僅依靠伺服凸輪調節燃氣流量無法滿足對流量調節的要求。并且裝置所用的自力式閥多次出現故障,2009年以來3次出現強制關閉的故障，關閉后無法再打開，導致燃燒器停止工作，如果重新點爐開工，勢必加大了能源的消耗。

3、裝置燃燒器系統由于無煙氣氧含量的檢測手段，天然氣和空氣配比量完全依靠人為的經驗判斷，導致氧含量無法控制在一個理想的范圍，08、09年我們請奧林燃燒器公司和監測中心對我裝置燃燒系統煙道氧含量進行了測試，測試值均在6%-8%左右。空燃比不理想必定會造成能源的浪費。

三、對策與實施

1、上線安裝氧化鋯分析儀以監控煙氣氧含量,并對氧化鋯編程組態。新增加的氣動控制閥與原來的伺服系統配合調節，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。并對天然氣流量的控制達到最小控制量為：30 m3，查工藝分析數據，2010年11月1日至11月15日產品噸消耗天然氣為197 m3，實現了控制要求。

2、對調節閥進行改造：重新選擇具有良好流量調節性能的等百分比的氣動薄膜調節閥取代原先的自力式調節閥，達到對天然氣流量的精確調節作用。在烘爐時，完全可以得到一個更加平穩緩和的烘爐溫度曲線；實現了對燃燒爐燃氣負荷微調，從而達到了溫度的精確控制，節約能源的目的。

3、編程組態：對溫度信號進行站間通訊。

4、PLC程序修改：將脈沖調節程序進行了修改優化，細化了動作過程從而從達到平穩調節的目的。

四、效果檢查與經濟效益

1、措施實施后的2011年11月至2011年2月，單耗為196 m3。說明我們的目標實現。

2、經濟效益：提高了1%的熱效率，通過計算，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，若產量按3萬噸計算，通過計算每年將節約14.4×3=43.2萬方天然氣，按每方天然氣1.03元計算，每年節約44.5萬元。每年因改造直接減少對大氣排放CO2=43.2*2.05=885.6噸二氧化碳。

3、新實現的功能

（1）實現燃氣量PID調節控制功能

（2）實現燃燒系統燃氣低流量穩定運行

（3）實現煙道氧含量的遠程監控

五、結束語

通過本次改造優化活動，我們成功的解決了我廠三聚氰胺裝置燃燒器控制系統的問題，成功的降低了裝置袋天然氣噸單耗高的難題，達到了節能減排的目的，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月畢業于中國石油大學，現任中石油烏石化公司化纖廠儀表車間安全工程師