文档介绍：乙烯裂解炉炉管温度安全监测及分析系统
技术方案
乙烯裂解炉是乙烯生产中重要和关键的能量转换设备。由于裂解炉炉管处于高温火焰的气氛和烟气中,其运行条件十分苛刻,在裂解炉的运行中易出现炉膛火嘴燃烧负荷不均匀、火焰扑管及炉管内部结焦造成的炉管局部过热等现象。、热电偶、高温辐射计等,但是它们最大的问题是只能对测量目标进行点测量,随机性比较大,很难全面掌握炉管温度的分布和在一段时间内温度的变化情况和趋势,容易疏忽炉管局部过烧造成对炉管的损伤和危害。便携式红外热像仪尽管能对视场范围内温度场进行监测,受到探测位置的限制,视场受限,很多地方留下盲区,且测温精度较低,一般只是作为定期检测设备,监测设备的温差变化,还不能做到在线监测,不能及时发现存在的安全隐患。这些常规技术很难实时监控加热炉出现的炉管弯曲变形、火焰舔炉管等现象,一旦出现上述问题将增加炉管结焦的速度,严重影响装置的长周期运行。依据其保存完整的全方位温度数据对裂解炉炉管的结焦趋势进行科学的判断,根据数据库积累的炉管温度数据,对裂解炉管温度在整个运行周期的变化规律进行归纳拟合,通过模糊控制理论,通过自学习不断形成新的经验曲线,在运行过程中依据炉管的温度变化状况,对裂解炉的运行周期进行预测,有利于通过改善工艺,消除炉管的热点,为加热炉稳定运行、降低能耗、挖潜增效奠定了坚实的基础;
本项目针对乙烯裂解炉炉管监测的需求,采用一种内窥式全视场红外测温设备。它采用红外比色和辐射测温技术相结合的测温技术,解决了炉膛烟气和气氛、几何因素及器械衰减等因素对炉管温度检测的影响,具有很强的抗干扰性和检测精度。高温监测探头直接伸入炉膛,获取加热炉炉管的红外辐射图谱,高温监测探头采集的红外数字视频信号经专用接口和光纤传输,送入计算机进行分析处理,对炉管表面辐射频谱进行分析,测出表面温度,以可视化的温度伪彩编码(即用颜色的变化代表温度的变化)方式直观地显示炉管表面温度场的变化,同时可实时在线了解炉膛燃烧情况和炉管状态,可以直观、精确地测量可视范围内任意一点的炉管表面温度,并可对视场范围内的温度场提供高温超限报警和熄火报警。同时依据其保存完整的全方位历史数据可对加热炉的结焦趋势进行科学的判断。该系统还可远程监控加热炉炉膛内的燃烧情况。不仅可以替代传统的内窥式高温电视系统及高温辐射计等视频监测设备和温度检测设备,并且可以克服普通热像仪不适于在炉内长期工作的弊端,及时发现重大安全隐患(过烧漏管等),保障安全生产。
此方案以裂解炉及气体炉作为实施对象。
(1) 重油、轻油裂解炉炉管温度监测
在乙烯裂解炉一侧端面的顶层设置四个Φ80观测孔用于安装红外测温探头,在探头安装位置附近栏杆外延各安装一套防爆电器控制柜及气源控制柜。仪表风及电源在裂解炉现场就近引入。光缆由现场电器控制柜连接至控制室操作台。
(2)气体炉炉管温度监测
在气体炉一侧端面的顶层设置三个Φ80观测孔用于安装红外测温探头,在探头安装位置附近栏杆外延各安装一套防爆电器控制柜及气源控制柜。仪表风及电源在裂解炉现场就近引入。光缆由现场电器控制柜连接至控制室操作台。
GB/T15413-94 应用电视外部接口要求
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GB14861-93 应用电视设备安全要求及试验方法
GB7401-87 彩色电视图像质量主观评价方法
GB3836-2000 爆炸性气体环境用防爆电气设备
Q/ATY04-2006 炉内工件表面温度全视场监测电视系统(皖备QB4386-2006)
RS-SH-LJ型乙烯裂解炉炉管温度安全监测及分析系统,采用防爆模块化设计,确保设备现场安全,PLC远程状态监测与控制,图像清晰,测量精度高,使用寿命长、安装维护便捷。适用炉管温度为800~1250℃的乙烯裂解及其它化工加热炉。
监测探头通过密封连接机构直接安装在炉体侧墙(根据工艺要求选择合适的安装位置),获取大范围的炉管红外辐射图谱,经光缆送计算机分析处理,计算出炉管表面温度,实时、准确得到炉管表面温度分布参数。
乙烯裂解炉管温度安全监测与分析系统在乙烯裂解炉上的应用主要实现两大目标,一是对裂解炉管的温度状况进行实时监测,二是对炉管在整个运行期间的温度场分布状况和温度变化趋势进行分析处理。
1、裂解炉管的温度状况实时监测
软件实时监测界面可同时显示双画面的测温监控画面(如图1)。双画面的主副画面可以进行切换。并可通过控制选项菜单单独调用某一通道的监测画面(如图2)。
1)随机温度点的设