Способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролизной печи

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н Иэе

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЗУ гп 897836 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 12.02.80 (21) 2881265/23-26 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 10 G 9/20

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,01.82. Бюллетень J4 2

Дата опубликования описания 17,01.82 (53) УДК 66.012-52(088.8) В.А. Курицын, IO В. Родных, .М,P. Тучинск

С.Г. Анашкин, Д.M. Лукин, А.И. Гермашев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫЖИГА КОКСА В ТРУБЧАТОЙ ПИРОЛИЗНОИ ПЕЧИ

Изобретение относится к автоматическому управлению трубчатыми пиролиэными печами и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, например в производстве олефинов.

Известен способ автоматического управления тепловым режимом трубчатой пиролизной печью, основанный на перераспределении топлива по зонам обогрева змеевика в зависимости от давления в тбчке распределения и регулирования температуры пирогаза на выходе печи путем изменения общей подачи топлива CI2 .

Известен также способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролизной печи путем регулирования температуры на выходе печи изменением подачи топлива и регулирования соотношения расходов воздуха и пара в печь t=).

Недостатком известных способов является то, что выжиг кокса осуществляют эа длительное время, что приводит к снижению эффективного времени работы печи.

Цель изобретения — повышение эффективного времени работы печи за счет снижения времени выжига кокса.

Цель достигается тем, что регулируют температуру на выходе печи в зависимости от концентрации углекислогО газа в продуктах горения на выходе

10 печи и при достижении температуры на выходе печи максимально допустимого значения и величины концентрации углекислого газа заданного знаIS чения стабилизируют температуру на выходе печи и регулируют соотношение расходов воздуха и пара путем прекра« щения подачи воздуха изменения расхо+ да пара.

На фиг. 1 изображена схема реализации данного способа; на фиг. 2— типичные кривые зависим<"ти выхода

СОо от времени выжига кокса при различных температурах газа выжига на

8978

6 где С - концентрация СО во время

111

1-анализа газов выжига, 1 1,2,..., и, об.%;

Сб - концентрация СО во время (и"l) анализа газов выжига, об.7;

С вЂ” концентрация СО во время

М

1 (и ) анализа газов выжига, 50 об, 7. где Тв — температура газов выжига на выходе из печи, рассчитываемая блоком 12 по результатам (и) анализа, К, и К вЂ” коэффициенты, определя55 емые экспериментально в пределах от 1-2,5;

Рассчитанное па формуле (4) значение управляющего воздействия по тем выходе из печи; на фиг. 3 — кривая зависимости выхода СО от времени вы жига кокса.

Схема реализации данного способа (фиг. 1) содержит пиролиэную печь 1, 5 датчик 2 состава .продуктов горения кокса и датчик 3 температуры газов выжига, связанного через регулятор 4 с регулирующим клапаном 5 расхода топливного газа в обогревающие горелки, датчики 6 и 7 расхода пара и воздуха, связанных через соответ.— ствующие регуляторы 8 и 9 с регулирующими клапанами 10 и 11. Информация с датчиков 2, 3, 6 и 7 поступает на входы блока 12 управления выжигом кокса, в котором рассчитываются значения управляющих воздействий по расходам воздуха и пара в печь, а также по температуре продуктов выжига кокса на выходе из печи.

Процесс выжига кокса является очень ответственной операцией, так как неправильный выжиг может привести к прогару пироэмеевика. Чтобы прогара не произошло, ручной выжиг ведут с большой предосторожностью, в результате чего выжиг кокса осуществляют за заведома большой промежуток времени, чем можно было бы достичь при

30 оптимальном ремне выжига, Автоматический контроль эа темпе" ратурой стенки по всей длине пирозмеевика во время выжига кокса невозможен, так как кокс выгорает постепенно ат начала до конца пирозмеевика и практически в любом месте пиразмеевика может произойти его про" гар. Опасность прогара особенно возрастает в последние часы выжига, когда толщина пленки кокса заметно уменьшается. В связи с этим необходимо контролировать величину температуры стенки пирозмеевика косвенным путем, следя, например, за концентрацией СО в продуктах выжига, Как видно из фиг. 2 и 3, концентрация СО в продуктах выжига не явля" ется постоянной величиной, а имеет тенденцию со временем выжига уменьшаться, Это уменьшение в начальные часы выжига незначительно (фиг. 3), а в последние часы выжига концентрация СО в продуктах выжига резко падает.

Таким образом, стратегия автоматического выжига кокса в пиролизной пе-. чи должна заключаться в поддержании в начальные часы до мамвнта времени

36

4 максимально возможной концентрации

СОс в продуктах выжига, соответствую- щей максимально возможной температуре стенки пирозмеевика.

Способ осуществляют следующим образом.

Информация от датчиков 2, 3, 6 и 7 поступает на входы блока 12. В начальный момент выжига блок 12 устанавливает значения температуры газов выжига на выходе из печи, расхода воздуха пара в печь соответственно равными (1) с ï

Fo (2)

Fn = F0 (3) где F и Г и определяются эк спериментально, исходя иэ того, что начальная концентрация С с в газах выжига должна

Лбах быть равна С максимально возможному значению концентрации СО в газах выжига, соответствующему максимально возможному значению температуры стенки змеевика, при этом соотношение

Fg устанавливается равным в пределах

fl

1,5-1,0 и поддерживается в интервале времени О-Т постоянным, М »

Т вЂ” минимально возможное значение температуры газов выжига. на выходе иэ печи, определяемое технологическим регламентом, обычно равное 600 С. с

По мере выжига кокса из печи концентрации СОс в газах выжига падает и, чтобы поддерживать значение этой концентрации на необходимом уровне, увеличивается температура газов выжи" га на выходе иэ печи по закону

897836

20 (7) (8) F1Ú= F83 Кьььг9Ъ

К„Ь Г., где 08 и FII— е а дГ80и Кщ5 пературе газов выжига на выходе из печи проверяется перед выдачей на регулятор на ограничение: т " < Т " ", (5}

fYIcI5 где Т вЂ” максимально возможное зна1 чение температуры газов выжига на выходе из печи, определяемое технологическим регламентом.

Как только время выжига кокса достигнет значения Т, которому соот » Ф ветствует значение ЬС С СО CCO гпах

)1, 0-1, 57. (6), дальнейший рост темйе,ратуры по формуле (4) прекращается,. если она достигла граничного значетоах ния Т 8, и блок 12 начинает изменять расходы воздуха и пара в печь таким образом, чтобы соотношение. †-ъ О ьь

iFp значения управляющих воздействий по расходу воздуха и пара в печь, выдаваемых на регулято" ры 8 и 9 на 3-ом шаге упр авления; соответственно шаг из- 30 менения управляющего воздействия по расходу воздуха и коэффициент пропорциональности,подбираемые экспериментгль-З но таким образом, чтобы эг 1-5 ч до окончания выжига, расход воздуха в печь был равен О, диапазоны их выбора такие: К 1,01О,О,EFqg= 1 0-100,0 и/г; соответственно mar изменения управляющего воздействия по расходу пара и коэффициент пропорциональности, подбираемые экспериментально таким образом, чтобы за 1-5 ч до окончания выжига, расход пара в

1пах печь был равен Гй

1,0-10,0; F = 20,0300,0 кг/Ч

F, максимально возможное значение расхода пара в печь при выжиге кокса, обусловленное технологическим регламентом.

Таким образом, данный способ позволяет сократить время эффективного выжига кокса в печи, за которое принимается время, в течение которого выполняется соотношение (6 7. При этом температура стенки змеевика не превышает допускаемого значения. В конце выжига кокса в печи, когда наиболее возможен прогар змеевика, кокс удаляется паром без воздуха (соотношение †» = О), что позволяет 88

Fn полностью ликвидировать опасность прогара змеевика.

Результаты моделирования и испытания данного способа показывают, что его внедрение позволяет увеличить эффективное время работы каждой пиролизной печи по производству олефинов на 320 ч в год.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом выжига кокса в трубчатой пиролйзной печи путем регулирования температуры на выходе печи изменением подачи топлива и регулирования соо-.ношения расходов воздуха и пара в печь, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективного времени работы печи за счет снижения времени выжига кокса, регулируют тем- пературу на выходе печи в зависимости от концентрации углекислого газа в продуктах горения на выходе печи и при достижении температуры на выходе печи максимально допустимого значения и величины концентрации уг,лекислого газа заданного значения стабилизируют температуру на- выходе печи и регулируют соотношение расхо-., дов воздуха и пара путем прекращения подачи воздуха и изменения расхода пара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

У 446536, кл. С 10 G 9/20, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 446537, кл. С 10 G 9/20, 1972.

897836

0,2 (fhffl фф / ИДИТИ М7С

Составитель Г. Огаджанов

Редактор Н. Киштулинец Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 11875/36 Тираж 523- Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035д Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4