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)。