顺酐溶剂吸收工艺锅炉水水质控制方法研究
摘要：本文针对吐哈石油天然气化工厂顺酐装置锅炉水水质控制经常超标这一技术问题，分析了产生此问题的原因，处理措施，预防措施等，阐述了这一系列措施对锅炉安全运行的巨大意义。
关键词：锅炉水水质超标分析原因处理预防
一、引言
吐哈石油天然气化工厂顺酐装置现有两台锅炉和反应汽包系统（包括前冷器、盐冷器，参照锅炉控制，简称反应汽包）使用锅炉水换热产生蒸汽，产生的过热蒸汽用于驱动透平鼓风机和背压透平发电，高压蒸汽、中压蒸汽、低压蒸汽主要用于各换热设备的热源。良好的水质是蒸汽锅炉安全经济运行的基础，锅炉的省煤器、水冷壁管、对流管束及锅筒等构件，在其金属与水接触时，水中的杂质会使金属表面遭受电化学作用而破坏。腐蚀作用使这些金属构件变薄，出现凹坑，甚至穿孔。更为严重的腐蚀会使金属内部结构遭到破坏，金属强度显著降低。因此，腐蚀造成金属构件破损，严重影响锅炉安全运行，缩短锅炉使用年限。金属腐蚀产物与其它杂质结成水垢，这种含有铁的水垢其导热系数更低，从而出现锅炉效率变低。锅炉结垢后又会引发垢下腐蚀。这种恶性循环，会加速锅炉构件的损坏，达不到锅炉的设计使用寿命。由于炉水水质不合格导致的蒸汽污染会造成过热器和蒸汽管道积盐，严重时发生管道堵塞，以至爆管。还会造成汽轮机叶片积盐，影响出力和效率，严重时会
工业锅炉控制系统设计 The following text is amended on 12 November 2020.
工业锅炉控制方案设计 学生学号： 学生姓名：曹新龙 专业班级：自动化12102班指导老师：赵莹萍 目录
引言 锅炉是国民经济中主要的供热设备之一。电力,机械，冶金，化工，纺织，造纸，食品等工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的蒸汽。各种工业的生产性质与规模不同，工业和民用采暖的规模大小也不一样，因此所需的锅炉容量，蒸汽参数，结构，性能方面也不尽相同。锅炉是供热之源，锅炉机器设备的任务在于安全，可靠，有效地把燃料的化学能转化成热能，进而将热能传递给水，以生产热水和蒸汽。为了提高热量及效率，锅炉向着高压，高温和大容量等方向发展。供热锅炉，除了生产工艺有特殊要求外，所生产的热水不需要过高温的压力和温度，容量也无需很大。 随着生产的发展，锅炉日益广泛的应用于工业生产的各个领域，成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中，能源的需求是非常大的，然而我国的能源利用率极低，所以提高锅炉的热效率，具有极为重要的实际意义。此外，锅炉是否能应地制宜地有效地燃用地方燃料，并满足环境保护的各项要求而努力解决烟尘污染问题，以提高操作管理水平，减轻劳动强度，保证锅炉额定运行及运行效率，安全可靠地供热等课题。 锅炉微机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物。工业锅炉数量大、分布广，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。因此,提高热效率，提高自动化水平及防止环境污染, 降低耗煤量与耗电量，均是设计工业锅炉需考虑的重要因素。用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。 本课题的主要方向就是采用过程控制对工业锅炉进行控制，采用先进的控制算法，以达到优化技术指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争能力的作用。
正丁烷氧化制顺酐工艺要点 常州瑞华化工工程技术有限公司 2015年1月
1.概述 常州瑞华化工目前设计并转让的单套5万吨顺酐装置，采用的是正丁烷氧化法生产工艺，后续处理采用溶剂吸收法。 全球范围内，因技术成熟性、环保要求及原料来源的问题，超过80%的顺酐产能都来源于正丁烷氧化生产工艺。而中国有较为丰富的苯资源（石油苯，加氢苯），顺酐行业初期的生产工艺都为苯氧化法。截止目前，苯法顺酐产能已经超过100万吨/年。而从2008年开始，正丁烷氧化制顺酐工艺逐渐被行业接受并快速发展。近几年新建顺酐项目多为正丁烷氧化法。目前，包括在建项目，正丁烷法顺酐产能已经接近每年100万吨。较为廉价的原料及突出的环保性，是其相对于苯氧化法工艺具有的优势。 瑞华化工于2011年起接受顺酐项目设计邀请，吸收了国外先进的顺酐工艺技术精华，开发并完成了具有自主知识产权的先进顺酐反应及吸收工艺。于2014年完成单套5万吨/年正丁烷氧化制顺酐工艺的商业技术转让，目前项目进展顺利。 根据深入的市场调研及今后的行业发展方向，瑞华化工选择了正丁烷氧化法制顺酐工艺进行开发投入。而对于难度较大的吸收工艺，则采用了使用DBP做为溶剂的溶剂吸收工艺。 溶剂吸收工艺相比于水吸收工艺，有着顺酐收率高、装置能耗低的优点。传统的溶剂吸收工艺在装置运行时往往存在系统堵塞、溶剂消耗量大、废水处理困难等问题。为此，瑞华化工针对这些问题进行了深入的研究并开发出先进的设计，给出最优化的解决方案，最大限度地发挥溶剂吸收工艺的优势。 2.工艺简述 以正丁烷为原料生产顺酐为部分氧化反应。空气与正丁烷按照一定比例进入反应器，在VPO催化剂的存在下，反应生成顺酐及部分CO，CO2，H2O。副产物为乙酸、丙烯酸等。反应为强放热反应，采用列管式反应器，以熔盐做为换热介质将反应热移出，并控制反应温度。使用脱盐水换热回收熔盐热量，副产高压蒸汽。 反应产物利用溶剂（DBP）将顺酐吸收后，进一步解吸精制，得到产品顺酐。回收顺酐过程中还生成顺酸、富马酸、焦油等其它副产物。这些副产物首先增加了一定的原料单耗，并且极易造成吸收系统的堵塞，本工艺对此进行了深入的研发及设计，提出了全新的解决方案。
； 济南铁道职业技术学院 电气工程系 毕业设计指导书 课题名称： 锅炉控制系统的组态设计《 专业电气自动化 班级电气0831 姓名 cmy ~ 设计日期至 指导教师 ly ? 2010、11
济南铁道职业技术学院电气工程系 毕业设计指导书 2010、11 一、设计课题: ！ 锅炉控制系统的组态设计 锅炉设备是工业生产中典型的控制对象，而组态控制技术是当今自动化系统应用广泛的技术之一。本课题采用组态王组态软件设计上位机监控画面，实时监控液位参数，并采用实时趋势曲线显示液位的实时变化。由此组成一个简单的液位控制系统。 二、设计目的： 通过本课题的设计，培养学生利用组态软件、PLC设计控制系统的能力，理解、掌握工业中最常用的PID控制算法，有利于进一步加深《自动控制原理》、《组态软件》和《过程控制》等课程的理解，为今后工作打好基础。 三、设计内容： 掌握锅炉生产工艺，实现锅炉自动控制的手段，利用“组态王”软件做出上位机监控程序，具体有主监控画面、实时曲线、历史曲线；掌握PID参数调整方法。 — 四、设计要求及方法步骤： 1．设计要求： （1）监控系统要有主监控画面和各分系统的控制画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （2）各控制画面要有手/自动切换。
（3）掌握PID控制算法。 2．运用的相关知识 （1）组态控制技术。 （2）过程控制技术。 ~ 3．设计步骤： （1）熟悉、掌握锅炉的生产工艺。 （2）设计各分系统的控制方案。 （3）构思系统主监控画面和分画面，包括实时曲线、历史曲线和报表等。 （4）编写设计论文。 五、设计时间的安排： 熟悉题目、准备资料 1周 @ 锅炉控制系统的工艺了解 1周 监控画面的设计 2周 控制算法的编制和系统调试 3周 论文的编写 2周 准备毕业设计答辩 1周 六、成绩的考核 在规定时间内，学生完成全部的设计工作，包括相关资料的整理，然后提交给指导教师，指导教师审阅学生设计的全部资料并初步通过后，学生方可进入毕业答辩环节，若不符合设计要求，指导教师有权要求学生重做。 … 答辩时，设计者首先对自己的设计进行10分钟左右的讲解，然后进行答辩，时间一般为30分钟。 成绩根据学生平时的理论基础、设计水平、论文质量和答辩的情况综合考虑而定。 成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五个等级进行评定。
正丁烷溶剂吸收工艺顺酐装置主要物料消耗分析与控制 摘要：丁烷法溶剂吸收顺酐生产工艺是国外较普遍采用的方法，而在国内正丁烷法溶剂吸收顺酐生产工艺正处于发展阶段，成熟运行的仅吐哈油田公司石化厂一家。但随着顺酐技术的发展和苯价格的上升，国内丁烷法溶剂吸收工艺顺酐生产技术将成为主趋势。该工艺是以正丁烷为原料，通过氧化反应生成顺酐，再以邻苯二甲酸二丁酯作为溶剂吸收顺酐，在解析塔内将顺酐在真空状态下解析出来。解析后的溶剂经过进一步真空闪蒸以降低顺酐含量，最后送至离心分离、气提干燥形成品质较高的新鲜溶剂实现循环利用。但在实际生产中，其生产控制方法往往影响原料及各种辅助材料的消耗，尤其是正丁烷和溶剂消耗的控制直接影响着企业的效益和发展。 关键词：顺酐，物料消耗，因素，影响，分析，控制 前言 正丁烷法溶剂吸收顺酐装置，其工艺过程可分为气分、反应、吸收、解吸、洗涤、精制、造粒包装、司炉等8各工段，对于设有余热发电装置，要同时考虑发电和司炉负荷的合理调整和蒸汽平衡的优化。 主要生产流程是在催化剂的作用下氧化反应生产顺酐，再经过冷却和使用邻苯二甲酸二丁酯作为吸收剂将顺酐气体充分吸收，然后在解吸工段负压条件下进行顺酐和溶剂的物理分离，分离出的顺酐送往精制工段精制后进行造粒包装为成品出厂销售，溶剂返回吸收工段循环利用，约15%的溶剂送往洗涤工段进行洗涤除去有机酸和焦油等杂质。司炉工段主要提供开工所需蒸汽和补充生产所需蒸汽，同时焚烧反应吸收的尾气及装置产生的部分废液，达到清洁生产的目的。生产过程中原料正丁烷、溶剂及水电气消耗的控制是决定生产成本的直接因素，本文着重分析主要物料中原料、溶剂消耗的影响因素及控制。 1正丁烷消耗分析及控制 1. 主要因素分析 1.1 气体分离控制不好，正丁烷纯度低，导致反应副产物增加，目的产品减少，收率下降。 1.2 反应状态控制不佳，收率低，同时由于副产物的影响，容易导致系统堵塞或导致离心机无法有效分离，进一步造成消耗上升。 1.3 贫溶剂或干溶剂含水超标，导致吸收不好或在系统形成富马酸造成损耗上升。 1.4 解吸塔控制不好造成溶剂携带顺酐到离心机或解吸采出携带溶剂影响
小型天然气锅炉节能及污染排放监测技术方案 近年来，随着我国天然气资源利用技术的不断发展，“煤改气”工程建设的加快推进，为天然气锅炉的推广提供了能源支持，小型锅炉作为我国燃气锅炉使用的主要方向，已广泛应用于城市洗浴、酒店、中小型企业及事业单位内部。但目前我国小型天然气锅炉的设计尚存在一定问题，如一些部门存在着对锅炉结构、热力参数选取以及计算过程的不规范性，使天然气锅炉在设计或改造上没有做到最佳优化，运行上无法保证锅炉处于最大效率，造成了原材料及天然气能源的浪费。此外，为加快推进集中供热、“煤改气”、“煤改电”工程建设，各地陆续出台了大气污染治理相关政策，消解煤炭消费总量，增加清洁能源，其中燃煤锅炉特别是小企业燃煤锅炉成为重要改造对象，部分省份量化了节能减排指标，加强了燃煤锅炉“煤改气”的力度。因此在小型天然气锅炉设计、改造或运行调控中需采取必要的节能及污染排放监测手段，将锅炉调整到最佳运行状态，才可实现锅炉运行效率的最大化与污染排放的减量化。 一、小型天然气锅炉节能监测项目 目前国内并未专门针对小型天然气锅炉节能监测技术制定行业标准，仅北京、山东部分地区根据GB/T 15317-2009《燃煤工业锅炉节能监测方法》制定了地方标准，分别为DB11/T 1231-2015《燃气工业锅炉节能监测方法》和DB37/T 846-2007《燃气工业锅炉节能监测方法》。另外，GB/T 10820-2011《生活锅炉热效率及热工实验方法》与GB/T 10180-2017《工业锅炉热工性能试验规程》也对实现小型天然气锅炉节能运行方法做了指导参考。三大标准均明确指出小型天然气锅炉节能监测项目包括：锅炉热效率、过量空气系数、排烟处CO含量和排烟温度等。锅炉热效率与过量空气系数、排烟处CO含量、排烟温度有着密切关系。 1、过量空气系数 不同类型的锅炉，都有一个最佳过量空气系数，但实际上几乎所有的炉子都超过设计值。过量空气系数过大或过小都会产生不良后果，过大会导致烟气体积增大，炉膛温度降低，增加排烟热损失，热效率降低；过小会使天然气燃烧不充分，产生大量CO，污染环境，同时也增大了不完全燃烧热损失。可以说过量空气系数的大小直接影响天然气锅炉的热工性能，即锅炉热效率。一般过量空气系数控制在1.05~1.20之间。 2、排烟处CO含量
锅炉性能测试方案公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
锅炉性能测试方案 1.目的 为进一步推进锅炉系统精益管理能效提升工作，对锅炉系统运行工况进行测试，试验锅炉经济运行工况及参数，提高锅炉运行效率。 2 测试依据 GB/T 10184-88 《电站锅炉性能试验规程》 》 GB/T 10180-2003《工业锅炉热工性能试验规程》山东 GB/T17954-2007《工业锅炉经济运行》 TSG0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》 TSG0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》 DB37/T 842-2007《电站锅炉节能监测方法》 DB37/T 100-2007《工业锅炉节能运行管理》 DB37/T 116-2007《工业锅炉热能利用监测规范》 3试验前的准备工作 测点完好可用；试验仪器及测试系统安装调试结束；试验人员就位。 机组主辅设备及系统无重大缺陷，确保机组能安全、稳定运行。 主要运行表计（蒸汽流量、煤气流量、给水流量、减温水量、主汽温度、主汽压力、引送风机电流、电量等表计）经过校验，投运正常，指示正确有效；经过仪表维护人员前期检查确认。 阀门控制系统运行可靠，具备条件的提前2-3天进行试运。
运行参数历史趋势记录存盘正常运行。 试验稳定负荷期间，锅炉主要运行参数必须在规定波动范围。 试验前锅炉定排完毕，关闭锅炉定排、连排阀门，隔离非生产系统用汽，确保锅炉汽水系统无外漏现象。 风烟系统严密无泄漏。 煤气系统压力与品质成分稳定，无大幅波动，确保锅炉热工况稳定。 正式试验前由各单位组织岗位进行预备试验。 试验过程中司炉等操作人员经验丰富，责任心强。 4测试内容及要求 60%、80%、100%额定负荷下的热效率。 60%、80%、100%额定负荷下的漏风率、漏风系数。 燃料成分及热值测试。 各负荷下的烟气成分检测（含氧量、一氧化碳等）； 各负荷下的运行参数测试，风燃比变化情况下的燃烧效率。 试验器材(在线仪表、测温仪、热电偶、烟气分析仪、气压表、u型管、湿度计、对讲机等；应急器材：CO报警仪、氧气报警仪、空气呼吸器等) 5 试验测试项目及方法（测试点的选取） 锅炉反平衡效率、漏风率 5.1.1 排烟温度测量 测量方法：利用现有温度测点测量锅炉排烟温度，两个温度测点测试结果在误差允许范围内。测试期间数据记录周期为每5分钟一次。
PLC在工业锅炉自动控制系统中的应用 1 引言 锅炉是发电厂及其它工业企业中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，国内大多数工业锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。工业锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，扰动因数也很多，许多参数之间明显地存在着复杂的耦合关系。对于工业锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 2 系统的组成 系统运行的示意图如图1所示。 图1 系统运行示意图 由图1可知，燃料和空气按一定比例进入燃烧室燃烧，产生的热量传递给蒸汽发生系统，产生饱和蒸汽，经负荷设备调节阀供给负荷设备使用。与此同时，燃烧过程中产生的烟气，除将饱和蒸汽变成过热蒸汽外，还经省煤器预热锅炉给水和空气预热器预热空气，最后经引风机送往烟囱排入大气。
锅炉是个较复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，生产过程各主要工艺参数必须加以严格控制。主要调节项目有;负荷、锅炉给水、燃烧量、减温水、送风等。主要输出量是:汽包水位、蒸汽压力、过热蒸汽温度、炉膛负压、过剩空气等。这些输入量与输出量之间是互相制约的，例如，蒸汽负荷变化时，必然会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化;燃料量的变化不仅影响蒸汽压力，同时还会影响汽包水位、过热蒸汽温度、空气量和炉膛负压等。对于这样复杂的对象，工程处理上作了一些简化，将锅炉控制系统划分为若干个调节系统。主要的调节系统有: (1) 汽包水位调节系统 被调量是汽包水位，调节量是给水流量，它主要考虑汽包内部物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包水位在工艺允许范围内。 (2) 过热蒸汽温度调节系统 维持过热器出口温度在允许范围之内，并保证管壁温度不超过允许工作温度。 (3) 燃烧调节系统 使燃料燃烧所产生的热量适应蒸汽负荷的需要;使燃料量与空气量之间保持一定比例，以保证经济燃烧;使引风量与送风量相适应，以保持炉膛负压稳定。 这里将讨论锅炉汽包水位调节系统、燃烧调节系统及蒸汽温度调节系统。 2.1 系统的检测信号及锅炉的控制任务 锅炉设备的检测信号包括:蒸汽流量、汽包水位、汽包蒸汽压力、加水量、炉膛负压、鼓风量、烟气含氧量、当已知检测信号的情况下，锅炉的控制任务是:在用户蒸汽机需要的情况下，PLC控制加水阀、输煤量、鼓风量与引风量，使保持锅炉汽包水位稳定，蒸汽压力稳定，炉膛负压稳定，烟气稳定，使燃料能量最充分地燃烧，以取得最大的热效率。 2.2锅炉的主要控制流程 (1) 锅炉水位控制流程 水位自动控制的主信号为水位差压变送器输出的信号。前馈信号可以
水吸收改溶剂吸收可行性分析 瑞华化工 2014年12月
1.概要 常州瑞华化工目前设计的单套5万吨正丁烷法顺酐采用了溶剂吸收法。我们认为溶剂 吸收工艺相比于水吸收工艺，有着顺酐收率高、装置能耗低的优点，尽管传统的溶剂吸收工艺在装置运行时也存在系统堵塞、溶剂消耗量大、废水处理困难等问题，但我们针对这些问题做了妥善的设计考虑，选择最优化的解决方案，最大限度的发挥了溶剂吸收工艺的优势。 2.装置经济性分析 正丁烷法顺酐的后处理，有水吸收和溶剂吸收两种工艺，前者具有流程短、设备投资省、工艺成熟等优点，但不足之处在于吸收及脱水操作时，温度控制不当易生成富马酸杂质。富马酸的大量生成除了影响装置的顺酐收率外，更严重的危害在于，富马酸易和丙烯酸聚合成胶状物，堵塞塔盘，严重时甚至会造成塔盘脱落。该聚合胶状物的存在严重影响了塔效率，造成了脱水操作的能耗增加；又由于该胶装物无法用水洗除去，必须用碱液蒸煮，这不仅增加了废水量及废水处理难度，同时也造成脱水工序无法连续进行。间歇操作时装置蒸汽不易平衡，另外操作工人的工作强度也随之增加。 溶剂吸收工艺的吸收过程没有顺酐水合成顺酸的过程，尽管由于反应系统中带水仍会有少量顺酸生成，进而异构成富马酸，但生成量比水吸收工艺少得多，装置堵塞的可能也降低了许多，这样不仅使顺酐后处理工艺的回收率比水吸收法高出3～5个百分点，也提 高了装置的操作稳定性，增加了生产时间，提高了经济效益。此外，由于没有顺酐水合成顺酸的过程，也就无需相应的脱水过程，顺酐后处理操作消耗的汽量减少，装置可输出更多的蒸汽供界外使用。 按5万吨/年的顺酐规模计算，水吸收与溶剂吸收的经济性比较如下表：（价格以2014年各项价格粗略估算。其中未包括计算人工、维修、仓储、运输、财务成本等费用）
锅炉性能测试方案 1.目的 为进一步推进锅炉系统精益管理能效提升工作，对锅炉系统运行工况进行测试，试验锅炉经济运行工况及参数，提高锅炉运行效率。 2 测试依据 GB/T 10184-88 《电站锅炉性能试验规程》 DL/T 469-2004 《电站锅炉风机现场性能试验》 GB/T 10180-2003《工业锅炉热工性能试验规程》山东 GB/T17954-2007《工业锅炉经济运行》 TSG0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》 TSG0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》 DB37/T 842-2007《电站锅炉节能监测方法》 DB37/T 100-2007《工业锅炉节能运行管理》 DB37/T 116-2007《工业锅炉热能利用监测规范》 3试验前的准备工作 3.1测点完好可用；试验仪器及测试系统安装调试结束；试验人员就位。 3.2机组主辅设备及系统无重大缺陷，确保机组能安全、稳定运行。 3.3主要运行表计（蒸汽流量、煤气流量、给水流量、减温水量、主汽温度、主汽压力、引送风机电流、电量等表计）经过校验，投运正常，指示正确有效；经过仪表维护人员前期检查确认。 3.4阀门控制系统运行可靠，具备条件的提前2-3天进行试运。 3.5运行参数历史趋势记录存盘正常运行。
3.6试验稳定负荷期间，锅炉主要运行参数必须在规定波动范围。 3.7试验前锅炉定排完毕，关闭锅炉定排、连排阀门，隔离非生产系统用汽，确保锅炉汽水系统无外漏现象。 3.8风烟系统严密无泄漏。 3.9煤气系统压力与品质成分稳定，无大幅波动，确保锅炉热工况稳定。 3.10正式试验前由各单位组织岗位进行预备试验。 3.11试验过程中司炉等操作人员经验丰富，责任心强。 4测试内容及要求 4.1 60%、80%、100%额定负荷下的热效率。 4.2 60%、80%、100%额定负荷下的漏风率、漏风系数。 4.3 燃料成分及热值测试。 4.4 各负荷下的烟气成分检测（含氧量、一氧化碳等）； 4.5 各负荷下的运行参数测试，风燃比变化情况下的燃烧效率。 4.6 试验器材(在线仪表、测温仪、热电偶、烟气分析仪、气压表、u型管、湿度计、对讲机等；应急器材：CO报警仪、氧气报警仪、空气呼吸器等) 5 试验测试项目及方法（测试点的选取） 5.1 锅炉反平衡效率、漏风率 5.1.1 排烟温度测量 测量方法：利用现有温度测点测量锅炉排烟温度，两个温度测点测试结果在误差允许范围内。测试期间数据记录周期为每5分钟一次。 测点位置：空气预热器出口烟道
FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 摘要：氮氧化物是雾霾产生的一大成因，也是燃气锅炉排放的主要污染物。已颁布的《北京市锅炉大气污染物排放标准》将工业锅炉氮氧化物的排放标准大幅提高。 关键词：FGR循环型工业锅炉；节能控制系统设计； 工业锅炉是重要的热能动力设备，我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。我国锅炉制造业特别是改革开放以来随着国民经济的蓬勃发展，全国有千余家持有各级锅炉制造许可证的企业可以生产各种不同等级的锅炉。由于节能环保日益严格，而工业锅炉又处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产运行状态，因此对工业锅炉推广应用各种新技术、新工艺、新管理是实现节能降耗、减少污染的重要途径。随着工业生产规模的不断扩大，生产过程不断强化。 一、烟气循环FGR的主要原理 烟气循环参与再燃烧有两种方式：烟气内部循环和烟气外部再循环。烟气内部循环一般用于普通低氮应用，利用燃烧器喷嘴流速产生卷吸烟气的效应，使少量烟气再次参与燃烧，降低火焰温度，排放目标值为80 mg／m3；而烟气外部再循环是通过风机的机械力量大幅度增加再循环烟气的流量，再循环烟气量可占总烟气量的25％，大幅度降低火焰温度，更低的氮氧化物排放。 二、FGR的循环型工业锅炉节能控制系统设计分析 1.物料出口温度控制。经过分析可知，影响锅炉物料出口温度的因素包括物料流量、燃烧工况以及空气量与燃料量比值等，在控制系统中，物料出口温度是通过改变燃料流量来控制的，但受到燃烧工况、风量的跟随作用以及风量与燃料量的比值影响。为了使物料出口温度稳定在目标温度，必须保证燃料能够充分燃烧，释放出足够的能量，因此选择采用串级控制系统。该控制系统中，物料出口温度控制回路为串级控制系统的主回路。在控制方案中，当物料出口温度由于某种干扰变化时，通过物料出口温度控制器的输出来改变燃料控制器的给定值，使燃料量随之变化。然后通过比值控制器使空气量也发生改变，保持燃料量和空气量的流量比不变。但从动态角度看，因蒸汽出口温度变化首先反应到燃料量给定值的变化，使燃料量随之变化，再经过燃料量测量变送器、比值器，改变空气量控制器的给定值，空气量才发生变化。显然，空气量的变化滞后于燃料量，即动态比值不能得到保证。在实际工业生产中，为了使燃料完全燃烧，在提升负荷时要求先提升空气量，后提升燃料量;在降低负荷时，要求先降低燃料量，后降低空气量，即所谓具有逻辑提降量的比值控制系统。通过增加两个选择器HS、LS 组成具有逻辑提降功能的燃烧过程控制系统，空气量与燃料量的比值。燃烧系统要减少稳态误差，同时由于流量噪声比较大，不能采用微分作用。因此，燃料流量控制器和空气流量控制器均采用控制器。如有微分作用时，一旦主控制器和输出稍有变化，调节阀将大幅度变化，不利于控制，所以副控制器选用控制器，主控制器采用PID 控制器。 2.烟气含氧量闭环控制。烟气含氧量是指燃料燃烧之后排出的烟气中氧气的含量，它主要与燃料的燃烧状况有关。烟气含氧量的影响因素是燃烧工况。燃烧过程的燃料量与空气量比值控制系统存在一个不足，即不能保证两者是最优比，这是由于流量测量的误差以及燃料质量的变化所造成的。为此，文中方案采用烟气氧含量作为送风量的校正信号。锅炉燃烧过程中烟气含氧量的闭环控制方案，烟气含氧量作为被控变量，其设定值是锅炉燃烧效率最高情况下的最优烟气含氧
参考文献 [1]王菊,祁立超.丁烷氧化法顺酐生产的技术进展[J].化学工业与工程技术,2004,06,25(3) 固定床反应器:正丁烷氧化的固定床工艺技术主要有SD，Monsanto和AlusuisseItalia3家公司。以SD公司为例，汽化的丁烷原料与压缩空气混合进入反应器，空速为1100t2600h～。采用盐泵使熔盐在反应器夹套循环以除去反应热，控制反应器温度在400～450℃。反应生成气进入冷却器与软水进行热交换，冷却后温度低于顺酐的露点，使40～50％的顺酐在分离器冷凝析出并进入粗酐储槽，再送到精制工段精制。分离器顶部出来的尾气转入洗涤塔，用逆水流洗涤使未冷凝的顺酐全部变成顺酸，顺酸溶液聚集在洗涤塔底部的酸储槽里．用泵送到精制工段加工处理，依次在脱水塔和精制塔内脱水和精制。该工艺成熟，尤其是原有的苯法固定床装置可以沿用，只需更改原料和催化剂即可。其主要缺点是投资费用高，催化剂装卸不够方便；催化剂床层热点区的温度难以控制，原料气中丁烷的浓度较低，故生产能力相对较低。回收精制技术:顺酐的回收和精制技术妇有水吸收法和非水吸收(即有机溶剂吸收)法之分。水吸收法是指自反应器而来的富含顺酐的物流中顺酐的一半(过量会导致堵塞)是靠冷凝器的冷凝获得，另一半是经水洗、共沸蒸馏、热脱水而获得的。该法会副产一定量的富马酸，且需蒸发大量水和共沸溶剂，能耗较高。废气中因进料空气带进大量氮气而需采用催化焚烧器，均成本增高。非水吸收法是用有机溶剂洗涤来自反应器的富含顺酐的气流而回收顺酐。该有机溶剂是六氢酞酸二丁脂或环脂酸脂，对顺酐的吸收选择性好，耐热和化学稳定性好，其沸点较顺酐高，回收中仅需蒸发溶质顺酐，使蒸汽消耗较水吸收法低约65%。由于无水的干扰，用一个吸收工序就能从气流中经济地分离顺酐，使操作简化，投资减少，且提纯后收率高达98.5，而水吸收法顺酐回收率则低于96%.故非水吸收法较水吸收法回收顺酐更具吸引力。 [2]姚忠宝.丁烷法顺酐装置溶剂吸收工艺开车过程中的主要控制因素[J].化工管理 丁烷法制顺酐吸收顺酐时，需要考虑到各系统之间的物料平衡和热量平衡。还需控制富液溶剂和吸收剂中的水含量（<1.0wt%）,以避免生成副产物富马酸，富马酸会堵塞管道。还需控制温度，高温会导致溶剂分解，低温会导致吸收效果不好。 [3]范磊.正丁烷法顺酐生产工艺现状[J]. 正丁烷法固定床原料正丁烷与空气按一定比例充分混合后进入反应器，在装填了一定数量催化剂的列管内发生反应，正丁烷与空气的混合比例通常为1．6mol～2．0mo1％。反应器热点温度通常在440—470℃。反应热由熔盐冷却器和气体冷却器移出，产生蒸汽供装置使用。反应生成气体冷却后进入回收工序。目前，催化剂空速最大达到2500hr～，进料总烃浓度最大达到2．1mo1％，使用寿命大于4年，平均粗酐重量收率95～98％。 工艺流程简图：
第一章绪论 锅炉是供热设备中最普遍的动力设备之一，它的功能是把燃料中的贮能，通过燃烧转化成热能，以蒸汽或热水的形式输向各种设备。目前，大多数锅炉都是人工控制的，或简单的仪表单回路调节系统，燃料浪费很大。锅炉作为一个设备总体，有许多被控制量与控制量，许多参数之间明显地存在着复杂的关系。对于锅炉这个复杂的系统，由于其内部能量转换机理过于复杂，采用常规的方式进行控制，难以达到理想的控制效果，因此，必须采用智能控制方式控制，才能获得最佳控制效果。 可编程逻辑控制器(PLC)既能代替传统的继电器接触器控制系统，又具有扩展各种输入输出模块，如A/D模块、热电偶热电阻模块，构成多功能控制系统。现代PLC集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定。在传统工业的现代化改造中发挥着越来越重要的作用。 目前供暖锅炉大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时，操作人员难以及时发现，很容易造成运行中设备的事故。 在各种工业企业的动力设备中，锅炉是重要的组成部分,所以锅炉的性能至关重要。要设计一套完整的、性能良好的工业燃烧锅炉，首先就必须了解一般燃烧锅炉的基本构造和燃烧过程。 1.1 锅炉的基本构造 锅炉是一种产生蒸汽或热水的热交换设备。它通过燃料的燃烧释放大量热能，并通过热传递把能量传递给水，把水变成蒸汽或热水，蒸汽或热水直接供给工业和生活中所需要的热能。所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能有效的转化为蒸汽的热能。图1.1为简单锅炉的大体组成部分。 锅炉的主要设备包括气锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧设备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃料供给设备以及除灰除尘设备等。 气锅：由上下锅筒和三簇沸水管组成。水在管内受管外烟气加热，因而管簇内发生自然的循环流动，并逐渐气化，产生的饱和蒸汽积聚在上锅筒里面。 炉子：是使燃烧从充分燃烧并释放出热量的设备。 炉膛：保证燃料的充分燃烧，并使水流受热面积达到规定的数值。
工业锅炉节能管理制度 1 主题内容与适用范围 本标准规定了工业锅炉能源利用状况的监测内容、监测方法和合格指标。 本标准适用于额定蒸发量大于等于0.7MW(1t/h)、小于等于24.5MW(35t/h)的工业蒸汽锅炉和额定供热量大于等于2.5GJ/h的工业热水锅炉。 3. 工业锅炉节能监测项目 3．1 监测检查项目 3．1．1工业锅炉的节能监测应考查热效率。 3．1．2热效率的测试应符合下列规定: a.热效率的测试应按GB 10180进行; 企业所提供的热效率资料应以专业单位测试报告为依据。 b.在下列情况下进行热效率测试:工业锅炉新安装和大修后,进行技术改造后。 c.热效率测试时间间隔不超过3年。 3．2 监测测试项目 3．2．1排烟温度。 3．2．2排烟处空气系数。 3．2．3炉渣含碳量。 3．2．4炉体外表面温度。 4. 工业锅炉节能监测方法 4．1 锅炉监测测试应在正常生产实际运行工况下进行。 4．2监测时间:从热工况达到稳定状态开始,监测时间应不少于１小时。除需化验分析以外的测试项目每隔15分钟读数记录一次, 取算术平均值。 4．3 监测所用仪表应能满足监测项目的要求,仪表必须完好,并应在检定周期内,其精度不应低于2.0级。 4．4 排烟温度 排烟温度的测试应在工业锅炉最后一级尾部受热面后1米以内的烟道上进行,测温热电偶应插入烟道中心并保持热电偶插入处的密封。 4．5 空气系数 烟气取样应在工业锅炉最后一级尾部受热面后 1 米以内的烟道中心位置处,烟气取样与监温应同步进行。 空气系数按公式(1)计算: 21 α＝━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ (1) O2－0.5CO－0.5H2－２CH4 21-79 ──────────────── 100-(RO2+O2+CO+H2+CH4) 式中: RO2、O2、CO、H2、CH4……干燃烧产物的百分含量, 对于固体和液体燃料不分析H2和CH4。 4．6 炉渣含炭量 装有机械除灰设备的锅炉,可在出灰口处定期取样(一般每15--20分钟取样一次),取样应注意均匀性和代表性。 原始灰渣样数量应不少于总灰渣量的2%,当煤的灰分大于等于40%时,原始灰渣样数量应不少于总灰渣量的1%,但总灰渣数量应不少于20kg。当总灰渣量少于20kg时应予全部取样 ,缩分后的灰渣样数量应不少于2kg,1kg送化验,1kg封存备查。 4．7 炉体外表面温度
工业蒸汽锅炉自动化控制系统设计 1 概述 工业蒸汽锅炉生产自动化控制系统即通过采用各种检测仪表、调节仪表、控制装置等自动化技术工具，对锅炉生产过程中的温度、压力、流量、液位等热工参量进行自动控制的系统。自动控制的目的是实现各种最优的技术经济指标，减轻劳动强度，提高经济效益和生产率，节约能源，改善劳动环境条件。 实现锅炉自动化具有提高锅炉运行的安全可靠性、提高锅炉运行的经济性、减少运行人员、提高劳动生产率、改善劳动条件等特点，具有显著的经济效益和社会效益。本文所介绍的控制系统是我公司在生产上百套设备的基础上总结出来的，经过现场实际运行，得到了用户的好评。 2 设计原则 根据工程的重要性和实际使用、维护等多方面因素，建议主要遵循以下原则： 1）安全、可靠、适用、耐用、易操作、易维护。 2）节能、环保、投资少、效率高、先进性。 3）系统软件功能完善，提高管理水平。 4）预留接口，用于扩建时联网、通讯，方便管理。 3 自动化控制系统的内容 1）自动检测 用检测元件和显示仪表或其它自动化设备，对系统的温度、壓力、流量、液位等热工参量，进行连续测量和显示，以供值班员监视生产情况，或为企业经济核算提供数据，为自动调节和保护提供检测信号。以此监视工业锅炉生产过程进展的情况和发展的趋势，以指导安全操作生产，求得维护最佳运行工况。是锅炉生产自动化的组成部分，是实现锅炉生产自动化的前提和基础。自动检测点的选取是依据锅炉生
产工艺要求设计的。 2）自动控制 自动控制是按一定的次序、条件和时间要求，对工艺系统中各有关对象进行控制的一种技术，是生产过程自动化技术的一个重要组成部分。主要指锅炉的起动、停止及正常运行等一系列操作自动化。锅炉上应用的自动控制主要有：送、引风机的起停，水处理设备的运行，输煤系统的启停等。采用自动控制可以大大提高锅炉的自动化水平，简化操作步骤，避免误操作，减轻劳动强度，加快机组的启停速度，减少运行人员等。 3）自动保护 当设备运行状况发生异常或参数超过允许值时，及时发出报警或进行必要的动作，以避免发生设备事故和危及人身安全。锅炉生产的自动保护主要分为以下几种： 联锁保护-防止锅炉设备在启停过程中，由于操作次序错误而造成事故，在上一步操作未完成前，不能做下一步操作。或者在锅炉运行时，当某些辅机发生故障，另一些有关的设备必须立即动作或停止，以免事故进一步扩大。 限值保护-工业锅炉运行时的实际蒸发量和变动负荷速度应根据锅炉及辅机的运行状态予以限制。各种调节阀、调节挡板的最大和最小开度应予以限制。 紧急保护-如果蒸汽压力，锅炉水位出现危险工况时或炉膛熄火时，相应的自动保护装置都应能快速投入。 指示与报警-各辅机工况应予显示（指示灯或仪表），危险工况应立即自动报警，当参数超过规定值时，发出声光信号，提醒值班员注意，采取有效措施，以保证正常生产，或自动地按一定顺序操作某些设备或紧急停止机组运行。 4）自动调节 锅炉的一些被调参数应自动地适应运行条件的变化，使锅炉在所要求的工况下保持运行。
蒸汽加热设备节能监测方法 (GB/T15914－1995) 第一节主题内容与适用范围 1. 标准规定了蒸汽加热设备能源利用状况的监测内容、监测方法和合格指标。 本标准的能源利用状况是指输入热能的合理性(即蒸汽的品位)；设备的有效能量的水平(即热效率的高低)；各项损失热量的合理性；设备管理操作水平，设备所生产产品产量及其单位产品能耗水平。 2. 标准适用于汽功率≥325kW(0.5t/h)。蒸汽加热设备包括四大类： a. 蒸煮设备； b. 蒸发与蒸馏设备； c. 蒸汽加热干燥设备； d. 综合用汽设备。 根据我国目前的实际情况, 把蒸汽加热设备的用汽功率定在≥325kW(用蒸汽量≥0.5 t/h)，小于这个用汽量的就不进行热效率监测了。但遇到特殊情况，如某企业蒸汽加热设备很多，但每台用汽量小于0.5 t/h，总的用蒸汽量却大于10 t/h，则仍可进行监
测测试项目的监测，同样可以评价其蒸汽加热设备的能源利用水平。 3. 标准不适用于蒸汽动力设备。 因为本标准未包括蒸汽动力设备的效率测试与计算方法，如汽轮机(发电)、蒸汽机车(运输)和蒸汽锤等节能监测方法，这些更为复杂需另行制订监测标准。 第二节蒸汽加热设备节能监测项目 1. 蒸汽加热设备节能监测应检查热效率。 a. 企业所提供的热效率测算数据应以专业监测单位的监测报告为依据。 b. 蒸汽加热设备热效率监测时间间隔不超过三年。新投入的蒸汽加热设备应对其进行热效率监测验收。 之所以要求对新投入生产使用的蒸汽加热设备应及时进行热效率监测验收，是要了解新投产的蒸汽加热设备的额定性能指标与实际调试出的生产性能指标是否相符合；安装有什么缺陷；是否符合节能型设备的条件；其运行热效率是否达到额定指标，能否达到节能监测的合格指标要求，即作到对新投产的蒸汽加热设备心中有数。 本标准中的检查项目是参照<<工业锅炉节能监测法>>标准制定的，就是将设备复杂和测算难度大的项目只作检查项目，检查是否进行过测试；是否做到了合格指标；不合格时是否进行了复测；是否超过规定的节能监测周期。
DL-1000燃煤蒸汽锅炉控制系统技术方案 设计依据和原则 1．依据客户北京昌科供暖中心有关45t/h、35t/h、20t/h燃煤蒸汽锅炉控制系统的要求，并按照自控装置系统必须科学、合理、成熟、安全可靠、稳定、可扩展以及性价比高的原则进行设计。 2．符合以下规范与标准： 《蒸汽锅炉安全技术监察规程》1996； 《锅炉房设计规范》GB50041-92； 《工业锅炉监测与控制装置的配置标准》DB31/T72-1999； 《工业锅炉热工试验规范》GB10180-88； 《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50303-2002； 《低压电器基本标准》GB1497-93； 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ50093-2003。 1.0系统概述 本系统为DL-1000分散型集中控制系统，是集控制技术，通讯技术于一体，是当今控制系统的主流机型。可完成调节控制，联锁保护，顺序控制，数据采集等任务。人机接口采用触摸屏及上位机进行实时监控。运用多媒体技术，具有3D动画、全中文显示、声光提示等丰富多彩的人机互动界面，能直观地显示锅炉和燃烧的实际情况及燃烧负荷状态，各运行数据实时动感地显示在彩色触摸屏上，使锅炉的运行状态一目了然，操作更直观、更简便。该系统具有良好的互联性和开放性，留有充分的升级和后备功能，满足IEC61158和EN50170标准的要求。并且具有在恶劣工作环境下安全可靠运行和全视角直观显示锅炉系统工作状态的优点。 1.1 硬件 1.1.1 概述 本方案所配置的系统硬件均是有现场运行实绩的，先进可靠的和使用以微处理器为基础的分散型硬件。 1.1.2 处理器模件（PLC CPU226） PLC为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等众多优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛。 其主要负责数字量的数据处理和运行（控制），数据高速公路通讯管理和过程输入/输
2万吨年顺酐装置介绍 一、装置概况 吐哈石油天然气化工厂2万吨/年顺酐装置于2003年3月15日一次投产成功。该装置采用正丁烷氧化法水吸收工艺，是正丁烷氧化法生产顺酐的第一套国产化装置，填补了国内空白。装置产品顺丁烯二酸酐(C4H2O3 )(简称马来酐或顺酐)。顺酐作为基本有机化工原料，可以广泛应用于树脂、农药、涂料、添加剂等化工产品。 为提高产品质量和收率、达到节能减排目标，2006年经过反复论证引进意大利CONSER公司溶剂吸收及尾气循环工艺，对吸收精制单元进行溶剂吸收技术改造，并与2007年10月12日一次投料成功，改造完成后设计能力2.2万吨/年。历年投资2.16亿元，其中初期建设投资1.33亿元，历年技术改造投资8293万元。 二、工艺技术 原设计为正丁烷固定床氧化水吸收技术，2006年引进意大利CONSER公司先进工艺技术改造成溶剂吸收技术。溶剂吸收法是目前国际上正丁烷法生产顺酐的典型的、成熟可靠的工艺方法。该工艺为连续操作，具有顺酐回收率高、原料正丁烷消耗低、产品质量好、运行连续稳定等优点。本装置经过可研阶段对几家国外公司的比选，综合评价后，选择采用Conser公司的溶剂吸收及尾气循环工艺技术，以DBP(邻苯二甲酸二丁酯)作为溶剂，对反应部分生成的顺酐进行吸收、解吸、再去精制获得液态成品顺酐。40%部分尾气循环
回收再利用，溶剂经处理后循环使用。 三、工艺流程： 装置按功能分为5个单元，气分单元、反应吸收单元、解析精制单元、溶剂洗涤单元和公用工程单元。 气分单元的主要功能是将原料石油液化气中的轻重组分分离除去，得到纯度为98%的正丁烷作为原料送入反应吸收单元。 反应吸收单元的主要功能是将正丁烷和氧气在催化剂的作用下在列管式固定床反应器中进行反应，生产顺酐混合气。由溶剂DBP将其中的顺酐全部吸收，60%的废气被送进焚烧炉，剩余的40%的废气经过洗涤、干燥除去大部分杂质后，被送往压缩机入口重复循环。 解析精制单元的主要功能是在真空条件下回收所有在吸收系统中吸收在溶剂中的顺酐。得到的液态顺酐再经由精制系统的处理，除去其中的杂质，提高色号和热稳定性，得到的合格的成品酐。 溶剂洗涤单元的主要功能是通过水洗、沉降、离心分离、等手段将生产过程中进入溶剂DBP中的富马酸、邻苯二甲酸酐等杂质去除，经过再生和干燥的溶剂重新进入反应吸收单元循环使用。 公用工程单元的主要功能是提供装置正常运行所必须的水、电、蒸汽、仪表风、氮气系统，确保装置在安全、可控条件下正常运行。
河南xxx工业有限责任公司 锅炉房3台10T蒸汽锅炉自控系统 控 制 方 案 xxxx电气系统有限公司 一：概述
xxxx电气有限公司是暖通、供暖节能、锅炉、热能设备等领域自动化控制的高科技股份制公司，是国内最大的锅炉电脑控制器厂家。 xx公司于1995年在全国率先推出锅炉电脑控制器，至今已发展到全系列燃煤、燃油(气)和电热锅炉的电脑控制、PLC控制、小型和大型DCS控制和供暖节能控制，控制锅炉的吨位达到150t/h，并且始终保持技术领先地位。目前xx公司产品已遍布全国，部分出口国外，近1000家国内锅炉厂和11家外资锅炉厂配套使用，已成为我国锅炉控制的主流产品和著名品牌，是中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位。 公司资质： 中国锅炉行业“工业锅炉控制标准”起草单位 省级高新技术企业 国家级高新区企业 计算机软件企业 中国锅炉行业协会团体会员 二、控制对象和设备 10T燃油气两用饱和蒸汽锅炉3台，每台包括： ●程控器外置式燃烧器1台；风机功率12KW， ●给水泵2台，功率15kw（一主一备）； ●循环泵 ●节能泵 由上述设备组成锅炉补水及蒸汽负荷输出系统。 三、关于标准 1、目前尚无锅炉控制器的国家标准或行业标准，我公司执行的是xxxx公司企业标准Q/3201RTG01-2000，是 目前国内唯一具有企业标准的锅炉电脑控制厂家。 2、我国工业锅炉控制装置的行业标准正在制定中，我公司为该标准的第一起草单位。 3、本控制方案依照国家有关标准和规程及xxxx公司企业标准编制，全面满足招标方要求。 四：系统设计原则 我方在进行本控制系统设计时，将严格遵循以下系统设计原则： 安全性原则：由于锅炉属于压力容器，而且工作环境比较恶劣，因此，控制系统首先要保证的就是锅炉