[發(fā)明專利]一種加熱爐調(diào)參優(yōu)化分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711128781.2
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN108121203B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫東;鄭煒博;李煒;楊秀麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測中心
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 濟(jì)南智圓行方專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37231
• 代理人: 張玉琳

本發(fā)明公開了一種加熱爐調(diào)參優(yōu)化分析方法及系統(tǒng)，其中分析方法具體包括：利用現(xiàn)場測定的加熱爐的燃料參數(shù)和熱平衡參數(shù)，對加熱爐進(jìn)行反方向熱力計(jì)算，得到當(dāng)前加熱爐的污垢熱阻，然后基于計(jì)算出的加熱爐的污垢熱阻，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的優(yōu)化分析方法對每個(gè)加熱爐進(jìn)行污垢熱阻進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合污垢熱阻進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，具有很強(qiáng)的針對性和可靠性，能夠更加準(zhǔn)確的指導(dǎo)現(xiàn)場工作人員對加熱爐進(jìn)行調(diào)參，避免現(xiàn)場工作人員對加熱爐盲目調(diào)參。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加熱爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種加熱爐調(diào)參優(yōu)化分析方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在油田聯(lián)合站中，人們通常使用加熱爐對其處理介質(zhì)進(jìn)行加熱來滿足油田生產(chǎn)需要，所以加熱爐運(yùn)行效率的高低對油田聯(lián)合站的節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益有直接影響，比如由于燃料量和空氣量配比不合理等問題，導(dǎo)致加熱爐運(yùn)行效率偏低，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。目前，油田聯(lián)合站會(huì)定期對加熱爐進(jìn)行調(diào)參優(yōu)化分析，但是往往都不考慮加熱爐自身的問題，而由于加熱爐結(jié)構(gòu)、使用年限等不同，其內(nèi)壁及加熱盤管垢阻也不相同，加熱爐垢阻的變化勢必會(huì)影響整個(gè)調(diào)參優(yōu)化分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，現(xiàn)有的優(yōu)化分析方法缺乏對加熱爐參數(shù)的可靠性分析，對每一臺(tái)加熱爐并不具有針對性，現(xiàn)場工作人員面對上述情況時(shí)，即使通過優(yōu)化分析也不能得到準(zhǔn)確的最優(yōu)燃料量和最優(yōu)過量空氣系數(shù)等。

發(fā)明內(nèi)容

為了能夠更準(zhǔn)確的掌握加熱爐參數(shù)是否合理以及更合理的優(yōu)化加熱爐的各項(xiàng)參數(shù)，本發(fā)明提供了一種加熱爐調(diào)參優(yōu)化分析方法及系統(tǒng)，其中，加熱爐調(diào)參優(yōu)化分析方法包括：利用現(xiàn)場測定的加熱爐的燃料參數(shù)和熱平衡參數(shù)，對加熱爐進(jìn)行反方向熱力計(jì)算，得到當(dāng)前加熱爐的污垢熱阻，然后基于計(jì)算出的加熱爐的污垢熱阻，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

其中，所述加熱爐的污垢熱阻包括：盤管垢阻、加熱爐火筒垢阻和加熱爐煙管垢阻。

所述現(xiàn)場測定的燃料參數(shù)包括：燃料量、燃料成分、燃料熱值，所述熱平衡參數(shù)包括煙氣含氧量、一氧化碳含量、排煙溫度、爐體表面溫度和環(huán)境溫度；

所述反方向熱力計(jì)算的計(jì)算過程具體為：

步驟S101：根據(jù)燃料參數(shù)，計(jì)算得出煙氣量、煙氣焓值、煙氣成分；

步驟S102：根據(jù)熱平衡參數(shù)，采用反平衡方法計(jì)算散熱損失q₅、排煙熱損失q₂和不完全燃燒熱損失q₃，然后再依據(jù)如下公式(1)計(jì)算出熱效率：

η＝100-q₂-q₃-q₅ (1)

步驟S103：根據(jù)現(xiàn)場采集的加熱爐的燃料耗量B和通過實(shí)驗(yàn)分析獲取的燃料熱值Q_r，依據(jù)公式(2)計(jì)算出加熱負(fù)荷Q：

步驟S104：根據(jù)步驟S103得出的加熱負(fù)荷Q，依據(jù)公式(3)計(jì)算出原油流量M：

式中，c_p為原油比熱，通過計(jì)算得到；t_i、t_o分別為原油進(jìn)出盤管的溫度，通過現(xiàn)場采集得到；

步驟S105：根據(jù)步驟S104計(jì)算得到的原油流量M，依據(jù)公式(4)計(jì)算出盤管內(nèi)原油換熱系數(shù)h_p：

式中，λ為原油導(dǎo)熱系數(shù)，根據(jù)原油進(jìn)出口溫度計(jì)算；Re為原油雷諾數(shù)，根據(jù)盤管結(jié)構(gòu)、原油流量、原油溫度計(jì)算出；Pr為原油普朗特?cái)?shù)，根據(jù)原油進(jìn)出口溫度得到；μ為原油平均溫度下動(dòng)力粘度；μ_w為原油在壁溫下動(dòng)力粘度；D_c為盤管內(nèi)直徑；L_c為盤管軸線計(jì)算長度；