加热炉操作说明

1 概述

1.1 前言

本操作手册为整个系统的操作说明，上岗操作人员上岗前请详细阅读本手册及有关仪表说明书。

1.2系统简介

加热炉系统包括加热炉炉体、燃烧器等设备和燃烧系统、自动控制系统等部分。

加热炉本体由多根立柱支撑，炉本体自挪娥、塑垂段及逛堕度城。下部辐射段为圆筒形，炉管采用多头并联立管；中部对流段采用横向列管结构，靠近辐射段的换热管采用光管，其余选用翅片管结构；对流段上方设计带翻板的烟囱，通过控制翻板可调节炉膛压力。辐射段底部炉底安装三台燃烧器。

燃烧系统由燃烧器、燃料管线、燃气放空管线、灭火管线、氮气置换吹扫管线组成。燃烧器为自然通风型燃气燃烧器；燃料管线分为主燃料输送管线和长明灯燃料输送管线；烟风系统采用自然通风给燃烧器供风。

加热炉自动控制系统包括点火控制、负荷调节控制、炉膛负压控制及安保联锁控制等。通过控制点火步骤保证加热炉安全点炉，通过物料出口温度控制燃料流量实现加热炉负荷自动调节，通过炉膛负压测点和烟囱翻板阀实现炉膛负压调节，在点炉及运行中可以通过操作画面实现直观显示相关参数，通过对敏感测点监控实现安保联锁控制保证加热炉设备安全。

2 功能及技术特征

2.1工艺系统 2.1.1工艺系统简介

加热炉燃烧工艺系统流程详见随机资料之“系统流程图P&ID”。燃烧系统主要包括主燃气管线、点火燃气管线、氮气置换吹扫管线和灭火管线。主燃料气管线的燃料供应及调节阀组内设置有带温压补偿的流量计、流量调节阀、双切断加放空阀组，在燃烧器前设置手阀、阻火器和金属软管，在燃气进入界区处设置氮气置换管线，主燃气切断阀后设氮气吹扫管线。系统可实现对燃料气的流量控制和切断，阻火器可保证燃料气管道的安全，当燃气系统停止工作时可以通过氮气管线对燃气管线进行安全置换。长明灯燃料气管线为燃烧器的长明灯提供燃气，气源来自主燃气管线，长明灯火焰稳定燃烧，从而保证主火焰被可靠引燃，长明灯管线设置双切断加放空阀组可通过程序控制燃料气的供应，并在长明灯火焰熄灭时及时切断燃气，保证系统安全。

燃料气燃烧需要的助燃风靠炉膛负压形成的自然通风提供，通过烟囱的烟道挡板阀控制炉膛负压在-20——-40Pa范围内，再利用燃烧器前设置的手动翻板阀调节燃烧器助燃风大小。 2.1.2技术参数

加热炉技术参数操作和设计条件见“附表1”。 2.1.3主要设备

加热炉系统主要设备见“附表2”。 2.2仪表控制系统 2.2.1仪表功能及特点

加热炉控制系统由上位机、尸LC 机柜和现场一次仪表来实现。上位机和户LC机柜是整个控制系统的核心部分，是决定加热炉能否安全、可靠运行的关键。控制系统具备以下功能及特点：

(1)启、停—— 确保加热炉点火、停车按预定程序进行，提高了可靠性。 (2)自动调节热负荷—— 确保加热炉运行无需人工干预。

(3）完善的安保联锁系统，具备报警屏幕显示及音响功能—— 确保加热炉的安全运行。

(4）风与燃料既可独立调节，又可比例调节，而残氧修正回路将确保加热炉的低氧燃烧。

(5)采用德国西门子公司的SIMATICS7 一300 可编程序控制器及上位机人机界面的控制方案。SIMATIC S7 一300 具有模块化、无排风扇结构、易于实现分布、易于安装维护、易于升级扩展等特点。上位机操作人机界面则使过程状态和过程控制实现可视化。

(6）报警联锁点参考附表5；联锁动作参见附表6。

2.2.2控制原理

2.2.2.1 热负荷调节

热负荷调节系统是控制系统的重要组成部分。采用“串级”、“比例”、“双交叉限制”、“炉膛负压”及“残氧修正”的调节方案，由PLC 来完成物料出口温度、燃气流量、助燃风量、炉膛负压及残氧的调节作用。 2.2.2.2炉膛负压调节

通过调节烟道挡板阀的开度可以控制加热炉炉膛负压，保证加热炉燃烧在适合的负压范围内。 2.2.2.3 参数显示

对重要参数，包括物料总管出口温度、燃气流量、炉膛负压等，可以在屏幕上显示各参数的实时值，实时记录曲线、历史记录曲线、用户可根据需要自行查阅，根据需要可对各参数进行报警联锁值设定，分别为HH 、H 、及LL 、L 。

2.2.2.4报警系统及流程指示

为了确保加热炉运行可靠，该系统设有多个联锁点及报警点。紫外火焰检测器负责检测主火焰燃烧情况，电离火焰检测器负责确认长明灯火焰是否熄灭。 2.2.2.5工作台及PLC 机柜

工作站置于工作台面上，工作站采用OELL 公司图形工作站，上位机组态软件选用组态王。工作站是控制系统与操作人员的可视化界面，操作人员可通过工作站监测系统运行参数、下发运行指令。

本套控制系统人机操作界面为中文版，提供的画面主要有：“主画面”, “热媒系统流程图”, “系统流程图”, “起停时序”, “历史趋势”, “负荷调节”, “参数设置”, “报警”, “报表”，等。人机界面操作简单、直观。根据运行、管理要求可将操作权限划分多个级别，不同级别具有不同的操作权限，保证运行参数及重要信息的有效性。

PLC 机柜内部设有PLC 等架装仪表及端子排，还装有配电箱，上有交流220V 及直流24V 总电源，负责整个控制系统的供电。

2.2.2.6主要仪表

加热炉系统主要仪表包括变送器、火焰检测器、可编程控制器、调节阀、切断阀、燃气流量计、热电偶、热电阻等，在点炉前请详细阅读相关仪表说明书。详见附表2。

2.3操作性能

本套加热炉设置有3 台燃烧器，每台燃烧器分为中心燃气和外围燃气两部分，分别承担1/3 和2/3 的燃烧器负荷。中心燃气和外围燃气全开时，燃烧器正常可调负荷范围为20%—120%，如果要达到更低的运行负荷可通过关闭燃烧器的外围燃气手阀实现，最低能达到约7%的设计负荷。

注意：加热炉不宜在最大或最小负荷下长期工作，加热炉禁止超过最高负荷使用。

3系统运行程序

3.1 开车前准备

3.1.1 工艺系统的准备工作

在加热炉点火前，需要确认以下条件是否满足，否则不允许进行加热炉点火操作：

(1)烟道挡板阀可正常开启，能完成对炉膛空气完全置换； (2)燃料气管线安装合格，管线无泄漏； (3)燃料气供气压力正常；

(4)点火装置连接可靠，包括点火电缆与点火电极、点火变压器与点火电缆的连 接可靠，否则可能造成外部出现电火花发生危险；

(5)物料正常循环，进出口压力、温度不超过允许值，物料流量不低于允许值；

(6)燃料气管线的手阀均在正确阀位：主燃气、点火燃气手阀开启，置换氮气手 阀关闭。

3.1.2控制系统的准各工作

(1)燃烧系统内的燃气流量调节阀、燃气切断阀、放空阀能正常工作，长明灯燃气切断阀、放空阀能正常工作，氮气吹扫阀等能正常工作；

(2)燃气流量计、燃气压力变送器、炉膛压力变送器、各温度测点等测量仪表工作正常；

(3)长明灯火检显示炉膛无火；

(4)烟囱的翻板阀可灵活动作，能与炉膛压力测点配合调节炉膛负压值。

3.2 点炉操作

3.2.1 点火过程简介

本加热炉为3 台燃烧器，点火操作通过现场点火盘配合P LC 控制实现，按顺序进行长明灯点火、主燃料点火。 点火过程如下：

（1）首先在现场点火盘上按“复位按钮”，由PLC 系统判断是否具备点炉条件，如可以点炉，则燃气流量调节阀处于点火开度，同时盘上“点火准备就绪指示灯”亮起；

(2)确认点火燃气管线燃烧器根部手阀处于关闭状态，在点火盘上按“点火燃气阀开”按钮，将点火燃气主管线上的切断阀打开；

(3)按“点火装置A 开”按钮，点火装置开始工作，同时操作人员打开相应燃烧器根部手阀，将长明灯点燃，确认长明灯点燃后按“点火装置A 关”按钮结束点火装置；

(4)按“点火装置B 开”按钮，点火装置开始工作，同时操作人员打开相应燃烧器根部手阀，将长明灯点燃，确认长明灯点燃后按“点火装置B 关”按钮结束点火装置；

(5)按“点火装置C 开”按钮，点火装置开始工作，同时操作人员打开相应燃

烧器根部手阀，将长明灯点燃，确认长明灯点燃后按“点火装置C 关”按钮结束点火装置；

(6)长明灯火焰信号通过电离式火焰检测器进行检测，信号送到PLC 系统进行联锁控制；

(7)确认主燃气管线燃烧器根部手阀处于关闭状态，在点火盘上按“主燃气切断阀阀开”按钮，将主燃气主管线上的切断阀打开；

(8）依次打开主燃气管线燃烧器根部手阀，通过长明灯火焰将主火焰点燃； (9)主火焰信号通过紫外式火焰检测器进行检测，信号送到PLC 系统进行联锁控制，当PLC接收到所有燃烧器的主火焰信号后表明点炉完成，盘面“加热炉运行指示灯”亮起，系统进入负荷调节状态。 3.3 系统停车

停车分主动停车、故障停车和紧急停车三种情况； (1)主动停车

主动停车是人为停加热炉主燃料气。只需按动现场操作盘上的“停车”按键，PLC 自动执行后处理程序，包括： ① 立即关闭主燃气切断阀（关燃料） ② 开启主燃料放空阀；

③ 开启氮气吹扫阀进行燃气管线吹扫，305 后关闭。 (2)故障停车

故障停车是由于发生故障，执行加炉联锁停车，同时在报警画面中显示报警联锁点，PLc 自动执行后处理程序。主火焰联锁停炉后处理同紧急停车，其他联锁点停炉同主动停车； (3）紧急停车

紧急停车仅在发生紧急情况时使用，只需按动现场操作盘上的“紧急停车”按键，PLC 自动执行后处理程序，包括： ① 立即关闭主燃气阀（关燃料） ② 开启主燃料放空阀； ③ 立即关闭点火燃气阀； ④ 开启点火燃气放空阀；

⑤ 开启氮气吹扫阀进行燃气管线吹扫，30S后关闭。故障停车自动执行的后处理动作详见《 联锁动作表》 。

4 不正常现象及事故处理

当加热炉运行时，可能出现各种故障，可通过巡检观察及时发现及时处理，避免出现更大的事故，保证设备和操作人员的安全。

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