در واحدهای پتروشیمی تولید مواد اولیه نفتی، تأمین انرژی حرارتی پایدار، دقیق و ایمن، نقش مستقیم در کیفیت محصول و پایداری فرآیند دارد. در این پروژه، طراحی، ساخت و پیاده‌سازی تابلو برق کنترل و راه‌اندازی دو دستگاه بویلر روغن داغ (دیگ روغن داغ) هر یک با ظرفیت حرارتی ۳,۰۰۰,۰۰۰ کیلوکالری بر ساعت در یک واحد پتروشیمی واقع در سلفچگان انجام شد.

هدف اصلی، توسعه یک سیستم کنترل بویلر روغن داغ مبتنی بر PLC با قابلیت مانیتورینگ کامل از طریق HMI، تضمین ایمنی احتراق و دستیابی به کنترل دقیق دمای روغن در شرایط بار متغیر و اینرسی حرارتی بالا بود.

در ادامه ضمن تشریح پروژه، به پرسش‌های مهمی مانند «دیگ روغن داغ چیست»، «تفاوت آن با دیگ بخار چیست»، «بهترین روش کنترل بویلر روغن داغ کدام است» و «قیمت دیگ روغن داغ به چه عواملی بستگی دارد» پاسخ داده می‌شود.

دیگ روغن داغ چیست و چه تفاوتی با دیگ بخار دارد؟

دیگ روغن داغ سیستمی برای تولید انرژی حرارتی غیرمستقیم است که در آن از روغن حرارتی به‌عنوان سیال انتقال گرما استفاده می‌شود. برخلاف دیگ بخار، افزایش دما در بویلر روغن داغ وابسته به فشار بالا نیست.

در کاربردهایی که دمای بالا با ایمنی بیشتر مدنظر است، بویلر روغن داغ گزینه مهندسی مناسب‌تری نسبت به دیگ بخار محسوب می‌شود.

مشخصات کلی سیستم بویلر روغن داغ

تجهیزات اصلی

• دو دستگاه دیگ روغن داغ (Thermal Oil Heater)
• ظرفیت هر دیگ: 3,000,000 kcal/h
• مشعل با قابلیت مدولاسیون شعله
• دو پمپ سیرکولاسیون 55 kW (Duty / Standby)
• سیستم کنترل مبتنی بر PLC صنعتی
• رابط کاربری HMI جهت مانیتورینگ و اعمال تنظیمات

فلسفه طراحی سیستم کنترل بویلر روغن داغ

الزامات کنترلی

در این پروژه، دمای روغن خروجی به‌عنوان پارامتر کنترلی اصلی (Controlled Variable) تعریف شد.

چالش‌های مهندسی:

• جرم حرارتی بالا (High Thermal Inertia)
• تأخیر زمانی فرآیند (Dead Time)
• تغییرات بار حرارتی
• حساسیت ایمنی احتراق

به دلیل این ویژگی‌ها، انتخاب استراتژی صحیح برای کنترل بویلر روغن داغ و تیونینگ دقیق ضرایب کنترلر اهمیت حیاتی داشت.

استراتژی‌های کنترل شعله در بویلر روغن داغ

کنترل PID (روش پیش‌فرض)

در این ساختار:

• PV: دمای روغن خروجی
• MV: درصد مدولاسیون شعله
• هدف: حداقل خطای ماندگار و نوسان

فرآیند تیونینگ شامل:

• تحلیل پاسخ پله
• تعیین ثابت زمانی
• تنظیم تدریجی ضرایب P, I, D
• جلوگیری از Overshoot
• محدودسازی نرخ تغییر خروجی

در اغلب پروژه‌های صنعتی، کنترل PID بهترین روش کنترل بویلر روغن داغ در سیستم‌های با لختی بالا محسوب می‌شود.

کنترل ON/OFF

• ساختار ساده و مقاوم
• مناسب شرایط اضطراری
• دارای Deadband قابل تنظیم

کنترل ترکیبی (Hybrid)

1. تا دمای آستانه: Full Fire
2. پس از آن: انتقال به PID

مزایا:

• کاهش Startup Time
• پاسخ سریع اولیه
• پایداری بهتر نزدیک Setpoint

سیستم پمپاژ و افزونگی عملیاتی

سیستم شامل دو پمپ 55kW:

• پمپ اصلی (Duty)
• پمپ رزرو (Standby)

منطق PLC شامل:

• انتخاب دستی اپراتور
• Auto Changeover
• امکان بهره‌برداری همزمان
• مانیتورینگ جریان و اضافه بار

این ساختار Redundancy موجب افزایش قابلیت اطمینان بویلر روغن داغ شد.

مانیتورینگ و مدیریت آلارم‌ها

نمایش Real-Time در HMI شامل:

آلارم‌های فشاری

• High Pressure
• Low Pressure
• Safety Interlock

آلارم‌های دمایی

• Over Temperature
• افزایش نرخ غیرعادی
• افت ناگهانی

آلارم‌های احتراقی

• Flame Failure
• Burner Relay Fault
• قطع شعله

در شرایط بحرانی، سیستم وارد Fail-Safe Shutdown می‌شود.

قیمت دیگ روغن داغ به چه عواملی بستگی دارد؟

یکی از پرتکرارترین جستجوها «قیمت دیگ روغن داغ» است. قیمت نهایی وابسته به:

• ظرفیت حرارتی
• نوع سوخت و برند مشعل
• متریال ساخت
• برند PLC و HMI
• سطح اتوماسیون و نوع کنترل
• توان و تعداد پمپ‌ها
• استانداردهای ایمنی
• شرایط بازار

به دلیل این متغیرها، قیمت بویلر روغن داغ نیازمند بررسی فنی پروژه است.

امکان طراحی سفارشی بویلر روغن داغ و تابلو برق

طراحی سیستم می‌تواند شامل:

• کنترل PID پیشرفته
• مانیتورینگ آنلاین
• سیستم Redundancy
• طراحی اختصاصی تابلو برق بویلر روغن داغ
• ثبت داده و گزارش‌گیری

گروه فنی مهندسی الکتروسان آماده ارائه خدمات در حوزه طراحی و اجرای بویلر روغن داغ، اتوماسیون صنعتی، ساخت تابلو برق قدرت و کنترل و تأمین تجهیزات برق صنعتی می‌باشد.
برای استعلام قیمت دیگ روغن داغ یا تابلو برق کنترلی، امکان دریافت مشاوره فنی رایگان فراهم است.