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)/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

zaituanduiduijiareqikongzhigongnengmanyihou，tamenjiangpeizhizhuanyidaohuagongchang。jiareqidianhuo，congshidianyunxingkaishi，yizhidaodiyushejidedianhuolv，zuizhongtongguojilianhezidongmoshixiayunxingdexinkongzhicelvelaishixianshejireshuchu。zaifenjieduanyurehe“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。