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RTO催化燃烧系统安全控制方式

作者: 点击:170  发布日期:2021年03月18日
信息摘要:
RTO用于VOCs焚烧处理,因VOCs具有可燃性,再加上运行中的高温、明火等特点,当浓度超过爆炸下限时,易发生爆炸。此外,氧化炉内热量超过限值,也会发生超温爆炸。另一方面,系统的仪表、阀门等设备出现故障或突发停电、停气等,导致系统安全自控设

RTO用于VOCs焚烧处理,因VOCs具有可燃性,再加上运行中的高温、明火等特点,当浓度超过爆炸下限时,易发生爆炸。此外,氧化炉内热量超过限值,也会发生超温爆炸。另一方面,系统的仪表、阀门等设备出现故障或突发停电、停气等,导致系统安全自控设计失效,系统也会发生超温爆炸。下面来总体分析:


1、控制方式总体思路


在进行RTO系统设计时,主要考虑以下几个方面:

(1)限制入炉废气浓度;

(2)疏排炉内富余热量;

(3)运行超限、设备故障联锁停炉。

2、 限制入炉废气浓度


有机物氧化分解放出大量热量使得废气温度升高,由于温度的提高会降低有机物爆炸下限浓度,通常要控制废气进口浓度<25%LEL。设计时采用变频稀释风机调节稀释风量的方法控制氧化炉进口废气浓度。控制策略采用针对混合废气LEL的闭环调节,通过增减稀释风机频率,调节稀释风量,控制废气进口LEL。当LEL增加时,加大稀释风量;当LEL减小时,减小稀释风量。主要控制LEL在20%~25%,一般设定在20%并自动跟踪。


实际调试时,由于此控制系统存在延迟,某些时刻上游废气浓度变化速率过快,稀释风量无法快速调节,将导致LEL超过25%,进而造成停炉。故对控制策略略做调整,在原控制系统上加入前馈控制,将上游废气LEL作为前馈值,当上游废气浓度变化时,系统能够立即调节稀释风量,控制LEL在调节范围内。


3、疏排炉内富余热量


氧化炉内的富余热量通过热旁通阀的调节送至余热回收装置。通过控制燃烧室的温度来调节热旁通阀开度,当燃烧室的温度升高时,开大热旁通阀,增加送至余热回收装置的热量;当燃烧室的温度降低时,关小热旁通阀,减少送至余热回收装置的热量。主要控制燃烧室温度在900~1000 ℃,一般设定在950 ℃并自动跟踪。实际调试时,为避免系统的外部干扰,加入混合废气LEL作为前馈。若RTO系统未设置余热回收装置,可通过热旁通阀将富余的热量直接排至烟囱。


4、运行超限、设备故障联锁停炉


当入炉浓度无法限制、富余热量无法疏放或设备故障无法运行时,触发系统联锁停炉。停炉时,立即关闭氧化炉入口阀,打开紧急旁通阀,切断废气进入氧化炉,将废气直接通过烟囱排放。同时关闭所有切换阀,保持热旁通阀开度,将氧化炉内的热量通过余热回收装置缓慢排放。稀释后混合废气浓度超限或稀释风机故障跳闸判定为入炉浓度无法限制;热旁通阀已全开但还有富余热量、富余热量超过余热回收装置限值判定为富余热量无法疏放;蓄热式切换阀故障,导致废气持续从一蓄热室进一蓄热室出,无法切换蓄热室;燃烧室、蓄热室、燃烧炉出口管道温度超限或故障,判定为系统故障,触发联锁停炉。

    此外,鉴于仪表、阀门故障或突发停电、停气的风险及系统防爆与控制响应快速性的要求,系统阀门选用气动执行机构,氧化炉入口阀、切换阀选用气开型阀门,紧急旁通阀选用气关型阀门