一家化工製造企業需要升級其燃燒器管理係統（BMS）和燃燒控製係統
，以實現更高效的自動化操作
，並減少生產中斷。

2021年，一家全球化的化工公司聯係了Wood工業過程自動化團隊
，需要處理一個雙芯平衡吸油式熱油加熱器，該加熱器擾亂了生產目標。由原始設備製造商（OEM）提供的燃燒器管理係統（BMS）和燃燒控製係統需要升級。所提供的控製裝置不允許加熱器自動運行，客戶隻能手動操作。因此，這家化工企司麵臨著加熱器頻繁停機、無法滿足設計的熱油加熱負荷的問題。

設定控製係統升級目標

該項目的進度壓力很大，計劃在項目開始五個月後進行更換

，目標如下：

• 根據現有的行業最佳實踐標準（如API 556），來評估BMS和燃燒控製的設計
  ；
• 評估燃燒控製設計，並根據需要重新設計
  ，以提供穩定、自動的空燃比控製和氧氣調節，從而提供設計熱負荷；
• 製定和測試燃燒控製和BMS策略所需的升級或更換；
• 在規劃的更換中實施修改後的配置
  ，並調試控製措施；
• 提供運行人員和工程師培訓，包括對加熱器的調整。

重新設計BMS和燃燒控製裝置

調查顯示空氣/燃(ran)料(liao)和(he)燃(ran)燒(shao)速(su)率(lv)控(kong)製(zhi)不(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)。燃(ran)燒(shao)控(kong)製(zhi)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)重(zhong)新(xin)設(she)計(ji)
，就(jiu)好(hao)像(xiang)設(she)計(ji)全(quan)新(xin)的(de)加(jia)熱(re)器(qi)一(yi)樣(yang)。加(jia)熱(re)器(qi)很(hen)複(fu)雜(za)，需(xu)要(yao)在(zai)自(zi)動(dong)和(he)手(shou)動(dong)功(gong)能(neng)之(zhi)間(jian)取(qu)得(de)微(wei)妙(miao)的(de)平(ping)衡(heng)。平(ping)衡(heng)通(tong)風(feng)加(jia)熱(re)器(qi)要(yao)求(qiu)燃(ran)燒(shao)器(qi)自(zi)動(dong)化(hua)，而(er)單(dan)獨(du)的(de)空(kong)氣(qi)調(tiao)節(jie)器(qi)必(bi)須(xu)手(shou)動(dong)設(she)置(zhi)。

最初的設計在強製通風和引風風機上使用風門和變頻器控製裝置。這就產生了控製問題，即在試圖精確控製空氣/燃料比例時
，兩個基於壓力的回路彼此不一致。這最終會導致加熱器跳閘，從而使客戶隻能手動控製風門。

放棄現有的複雜控製設計和配置
，轉而使用設計模板參考庫、API 556控製說明和平衡通風的多噴嘴加熱器控製說明。

控製設計工作分為兩種主要的複雜控製策略：（a）風機和通風控製
，以及（b）空氣/燃料控製。根據基本的加熱器和燃燒器設計數據，開發了新的控製模式和說明。

空氣/燃料比例對於優化燃燒效率至關重要。空氣過多會導致能量損失；空氣過少會導致不必要的燃料浪費。理想的空氣/燃料比例取決於運行負載和燃燒的燃料類型。為了滿足這些要求，需要：

• 根據所提供的加熱器和燃燒器數據表以及燃氣成分數據，對空氣/燃料和點火等級控製進行燃燒工程和建模。
• 開發用於空氣/燃料和燃燒速率控製的特性曲線和計算。

重新思考控製策略

一旦確定了適當的空氣/燃(ran)料(liao)比(bi)例(li)
，就(jiu)可(ke)以(yi)製(zhi)定(ding)相(xiang)應(ying)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)，將(jiang)模(mo)型(xing)轉(zhuan)化(hua)為(wei)可(ke)用(yong)的(de)應(ying)用(yong)。這(zhe)並(bing)不(bu)是(shi)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)過(guo)程(cheng)。使(shi)用(yong)主(zhu)燃(ran)燒(shao)空(kong)氣(qi)和(he)通(tong)風(feng)控(kong)製(zhi)風(feng)門(men)上(shang)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)增(zeng)益(yi)位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)
，將(jiang)風(feng)機(ji)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)與(yu)燃(ran)燒(shao)空(kong)氣(qi)和(he)氣(qi)流(liu)壓(ya)力(li)控(kong)製(zhi)解(jie)耦(ou)。這(zhe)允(yun)許(xu)對(dui)風(feng)機(ji)速(su)度(du)的(de)增(zeng)加(jia)和(he)減(jian)少(shao)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)。采(cai)用(yong)超(chao)前(qian)/zhihoukongzhi，qizhongtongfengyalikongzhiheranshaokongqiliuliangkongzhiqizhudaozuoyong，yijishikongzhitongfenghekongqiliuliang，bianpinqizefahuizhihouzuoyong。zhezhongkongzhifanganshiyongchujihuiluhecijihuiluyouxiaojieou。

圖：一家化工公司與Wood公司簽訂合同，升級其燃燒器管理係統（BMS）和燃燒控製係統。這些係統已經過時，沒有達到所需的標準。使用Wood的設計模板標準參考庫、API 556控製說明和平衡通風多燃燒器加熱器控製說明，有助於重新思考控製策略。

圖片來源：Wood

需要對過量空氣、氧(yang)氣(qi)和(he)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)進(jin)行(xing)動(dong)態(tai)補(bu)償(chang)控(kong)製(zhi)。通(tong)過(guo)基(ji)於(yu)運(yun)行(xing)中(zhong)的(de)燃(ran)燒(shao)器(qi)數(shu)量(liang)和(he)停(ting)止(zhi)維(wei)護(hu)的(de)燃(ran)燒(shao)器(qi)數(shu)量(liang)的(de)設(she)定(ding)值(zhi)，自(zi)適(shi)應(ying)實(shi)現(xian)動(dong)態(tai)補(bu)償(chang)。由(you)於(yu)通(tong)過(guo)這(zhe)些(xie)燃(ran)燒(shao)器(qi)流(liu)入(ru)加(jia)熱(re)器(qi)的(de)空(kong)氣(qi)不(bu)可(ke)用(yong)於(yu)燃(ran)燒(shao)，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)未(wei)點(dian)燃(ran)的(de)燃(ran)燒(shao)器(qi)，而(er)且(qie)要(yao)單(dan)獨(du)進(jin)行(xing)補(bu)償(chang)。

在完成控製方案後

，將新應用安裝到實時控製係統上之前，需要驗證新設計是否可行。

考慮到控製策略的複雜性，有必要使用離線工廠驗收測試（FAT）軟件，以在進場前驗證和確認所有特征、計算和控製行為。在計劃的檢修期間安裝新配置文件，實施圖形修改，在加熱器調試之前進行現場驗收測試（SAT）和預調試檢查。

化工設施控製係統的安裝

在(zai)團(tuan)隊(dui)對(dui)加(jia)熱(re)器(qi)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)滿(man)意(yi)後(hou)，他(ta)們(men)將(jiang)配(pei)置(zhi)轉(zhuan)移(yi)到(dao)化(hua)工(gong)廠(chang)。加(jia)熱(re)器(qi)點(dian)火(huo)
，從(cong)試(shi)點(dian)運(yun)行(xing)開(kai)始(shi)，一(yi)直(zhi)到(dao)低(di)於(yu)設(she)計(ji)的(de)點(dian)火(huo)率(lv)，最(zui)終(zhong)通(tong)過(guo)級(ji)聯(lian)和(he)自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下(xia)運(yun)行(xing)的(de)新(xin)控(kong)製(zhi)策(ce)略(lve)來(lai)實(shi)現(xian)設(she)計(ji)熱(re)輸(shu)出(chu)。在(zai)分(fen)階(jie)段(duan)預(yu)熱(re)和(he)“斜坡和保持”啟動過程期間，進行了微小的調整，在整個電廠重啟和熱需求上升過程中保持級聯控製。

yunxingrenyuanhualeyiduanshijiancaixiangxinxindekongzhifangan，yinweitamenyijingxiguanlejieoukongzhihepinfandekongzhitiaozha。rangyunxingrenyuangandaojingyadeshi，tamenxianzainenggouliyongzidongkongzhijiangjiareqitiaogaodaoyiqianwufashixianderefuhe。yiqian
，jiareqicongweinenggouzaijilianhezidongkongzhideqingkuangxiayunxingsuoyoukongzhi。jinguanmianlinzhuduotiaozhan，gaixiangmuhaishianjihuachenggongwanchengle。