炼油厂借助先进诊断技术降低停机风险并提高工厂安全性​

客户

北美大型炼油厂​​

 

应用

加热炉火焰不稳定检测

 

挑战

为满足美国环境保护署（EPA）新的排放法规要求，该炼油厂在现有加热炉上安装了超低 NOx 燃烧器。 作为超低 NOx 排放设计的固有特性，这些燃烧器运行空燃比极高，始终处于熄火的临界状态。 因此，需要配备熄火检测系统，以确保燃料气不会持续进入燃烧室而造成爆炸性环境。 该炼油厂更希望获得一套早期预警系统，以便在装置完全停炉之前检测到火焰不稳定情况。 ​

该炼油厂此前曾尝试过两种不同的解决方案。 第一种方案是使用光学检测器（FIREYE）来检测火焰是否存在。 该方案效果尚可，但成本过高，因为每个低 NOx 燃烧器都需要配备专用光学检测器来确认火焰状态。 对于一个大型加热炉而言，这意味着需要数百个检测器，实施成本过于高昂。 ​

该炼油厂尝试的第二种方案是使用另一家制造商生产的、响应速度极快且非常灵敏的差压（DP）变送器。 尽管实验室测试结果理想，但实际现场测试却发现存在较大的漂移且可靠性不足。 ​

由于缺乏用于检测火焰不稳定的早期预警系统，操作人员在发生熄火情况时无法采取纠正措施（例如增加燃料气以富化燃烧器进料）来防止加热炉停炉。 这增加了装置非计划停炉的风险，降低了工厂可用性和产能。 此外，由于熄火状态下可能在加热炉内形成爆炸性环境，也增加了安全风险。 ​ ​

 

解决方案

客户通过安装配备先进诊断功能的罗斯蒙特^TM（Rosemount™）3051S 压力变送器解决了这一问题。 该先进诊断功能非常适合需要高频过程监测的火焰不稳定检测应用。 罗斯蒙特（Rosemount）3051S 压力变送器以每秒 22 次的采样频率测量过程噪声的幅值，并提供二次变量（标准偏差）用于火焰不稳定的早期检测。 此外，该变送器即使在加热炉典型负压的低压范围内也具有极高的精度和可靠性。 通过 HART® Tri-Loop 将标准偏差变量传送至原有上位机系统，实现对火焰不稳定的持续诊断监测。 ​

罗斯蒙特（Rosemount）3051S 压力变送器的先进诊断功能为该炼油厂提供了一种切实可行的方法，降低了低 NOx 燃烧器熄火风险，并防止了加热炉非计划停炉。 同时，这也降低了加热炉内形成爆炸性环境的安全风险。