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/ranliaoheranshaosulvkongzhibuqizuoyong。ranshaokongzhibixucaiyongxindefangfajinxingzhongxinsheji，jiuhaoxiangshejiquanxindejiareqiyiyang。jiareqihenfuza，xuyaozaizidongheshoudonggongnengzhijianqudeweimiaodepingheng。pinghengtongfengjiareqiyaoqiuranshaoqizidonghua
，erdandudekongqitiaojieqibixushoudongshezhi。

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)/滯zhi後hou控kong製zhi，其qi中zhong通tong風feng壓ya力li控kong製zhi和he燃ran燒shao空kong氣qi流liu量liang控kong製zhi起qi主zhu導dao作zuo用yong，以yi即ji時shi控kong製zhi通tong風feng和he空kong氣qi流liu量liang
，變bian頻pin器qi則ze發fa揮hui滯zhi後hou作zuo用yong。這zhe種zhong控kong製zhi方fang案an使shi用yong初chu級ji回hui路lu和he次ci級ji回hui路lu有you效xiao解jie耦ou。

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。

運yun行xing人ren員yuan花hua了le一yi段duan時shi間jian才cai相xiang信xin新xin的de控kong製zhi方fang案an，因yin為wei他ta們men已yi經jing習xi慣guan了le解jie耦ou控kong製zhi和he頻pin繁fan的de控kong製zhi跳tiao閘zha。讓rang運yun行xing人ren員yuan感gan到dao驚jing訝ya的de是shi，他ta們men現xian在zai能neng夠gou利li用yong自zi動dong控kong製zhi將jiang加jia熱re器qi調tiao高gao到dao以yi前qian無wu法fa實shi現xian的de熱re負fu荷he。以yi前qian，加jia熱re器qi從cong未wei能neng夠gou在zai級ji聯lian和he自zi動dong控kong製zhi的de情qing況kuang下xia運yun行xing所suo有you控kong製zhi。盡jin管guan麵mian臨lin諸zhu多duo挑tiao戰zhan，該gai項xiang目mu還hai是shi按an計ji劃hua成cheng功gong完wan成cheng了le。