[发明专利]一种加热炉调参优化分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种加热炉调参优化分析方法及系统，其中分析方法具体包括：利用现场测定的加热炉的燃料参数和热平衡参数，对加热炉进行反方向热力计算，得到当前加热炉的污垢热阻，然后基于计算出的加热炉的污垢热阻，进行优化计算。本发明的有益效果是：本发明的优化分析方法对每个加热炉进行污垢热阻进行计算，并结合污垢热阻进行优化计算，具有很强的针对性和可靠性，能够更加准确的指导现场工作人员对加热炉进行调参，避免现场工作人员对加热炉盲目调参。

技术领域

本发明涉及加热炉技术领域，特别涉及一种加热炉调参优化分析方法及系统。

背景技术

在油田联合站中，人们通常使用加热炉对其处理介质进行加热来满足油田生产需要，所以加热炉运行效率的高低对油田联合站的节能及经济效益有直接影响，比如由于燃料量和空气量配比不合理等问题，导致加热炉运行效率偏低，运行不经济。目前，油田联合站会定期对加热炉进行调参优化分析，但是往往都不考虑加热炉自身的问题，而由于加热炉结构、使用年限等不同，其内壁及加热盘管垢阻也不相同，加热炉垢阻的变化势必会影响整个调参优化分析结果的准确性，现有的优化分析方法缺乏对加热炉参数的可靠性分析，对每一台加热炉并不具有针对性，现场工作人员面对上述情况时，即使通过优化分析也不能得到准确的最优燃料量和最优过量空气系数等。

发明内容

为了能够更准确的掌握加热炉参数是否合理以及更合理的优化加热炉的各项参数，本发明提供了一种加热炉调参优化分析方法及系统，其中，加热炉调参优化分析方法包括：利用现场测定的加热炉的燃料参数和热平衡参数，对加热炉进行反方向热力计算，得到当前加热炉的污垢热阻，然后基于计算出的加热炉的污垢热阻，进行优化计算。

其中，所述加热炉的污垢热阻包括：盘管垢阻、加热炉火筒垢阻和加热炉烟管垢阻。

所述现场测定的燃料参数包括：燃料量、燃料成分、燃料热值，所述热平衡参数包括烟气含氧量、一氧化碳含量、排烟温度、炉体表面温度和环境温度；

所述反方向热力计算的计算过程具体为：

步骤S101：根据燃料参数，计算得出烟气量、烟气焓值、烟气成分；

步骤S102：根据热平衡参数，采用反平衡方法计算散热损失q₅、排烟热损失q₂和不完全燃烧热损失q₃，然后再依据如下公式(1)计算出热效率：

η＝100-q₂-q₃-q₅ (1)

步骤S103：根据现场采集的加热炉的燃料耗量B和通过实验分析获取的燃料热值Q_r，依据公式(2)计算出加热负荷Q：

步骤S104：根据步骤S103得出的加热负荷Q，依据公式(3)计算出原油流量M：

式中，c_p为原油比热，通过计算得到；t_i、t_o分别为原油进出盘管的温度，通过现场采集得到；

步骤S105：根据步骤S104计算得到的原油流量M，依据公式(4)计算出盘管内原油换热系数h_p：

式中，λ为原油导热系数，根据原油进出口温度计算；Re为原油雷诺数，根据盘管结构、原油流量、原油温度计算出；Pr为原油普朗特数，根据原油进出口温度得到；μ为原油平均温度下动力粘度；μ_w为原油在壁温下动力粘度；D_c为盘管内直径；L_c为盘管轴线计算长度；