热炉燃料气热值的在线软测量方法，采用加热炉燃料供气管路 中的常规测量仪表和调节阀阀位信息，通过软测量模型计算，在线实时检测加热炉燃料气 热值。该软测量方法简便可靠，不存在滞后时间，与传统的配置在线燃料气热值分析仪的方 法相比，更有利于加热炉的被加热介质出口溫度和烟气氧含量等关键参数的控制。
[0060] 下面结合附图对本发明的炼化企业加热炉燃料气热值的在线软测量方法作进一 步说明。
【附图说明】
[0061] 图1为本发明所述单路燃料时的加热炉流程示意图；
[0062] 图2为本发明所述两路燃料时的加热炉流程示意图；
[0063] 图3为本发明的软测量DCS功能块组态实现示意图。
【具体实施方式】
[0064] 炼化企业的加热炉，燃料来源通常有Ξ种情形：（一）全部由管网燃料气供给； (二）部分由加热炉所在装置自产燃料气或燃料油直供，不足部分由管网燃料气补充； (Ξ)全部采用加热炉所在装置自产燃料气或燃料油直供。
[0065] 装置自产燃料气或燃料油，组成是稳定的，因而热值也是稳定的。W装置自产燃 料气或燃料油为主燃料的加热炉（管网燃料气因供热占比小、对该加热炉过程控制影响很 小），W及前述第Ξ种情形（运种加热炉，数量占比很小），本发明不设及。
[0066] 本发明只设及两种情形：燃料全部为管网燃料气的加热炉，图1为此种情况；加热 炉所在装置自产燃料少、燃料主要由管网燃料气供给的加热炉，图2此种情况。
[0067] W下是W加热炉单路燃料气及W管网燃料气为主的两路燃料情形为例，说明本发 明炼化企业加热炉燃料气热值在线软测量的方法。
[0068] 如图1所示为加热炉单路燃料气的情形，加热炉的燃料全部为管网燃料气。如图 2所示为加热炉中为两路燃料的情形，加热炉的燃料主要为管网燃料气、还有小部分的装置 自产燃料。
[0069] 如图1和图2所示，管网燃料气从缓冲罐1到燃料气流量调节阀2之间装有流量 测量表4,用于测量燃料气流量F;缓冲罐1上装有缓冲罐压力表5,用于测得缓冲罐压力P; 管网燃料气经流量调节阀2后进入加热炉3,燃烧后产生的烟气经排烟管路排出，排烟管路 上设置有测量烟气氧含量A0的烟气氧含量表7及测量排烟溫度TG的排烟溫度表8 ;加热炉 3上安装有测量炉膛压力P0的炉膛压力表6 ;被加热介质流经的管路从加热炉3内通过，此 管路上进入加热炉3前装有用于测量被加热介质流量FM的流量表11及测量被加热介质进 炉前溫度T1的溫度表10,此管路上被加热介质出口段装有用于测量被加热介质炉出口溫 度T2的溫度表9。
[0070] 如图2所示，图2比图1中多了一路燃料来源，即除管网燃料气供给外，还由加热 炉所在装置自产燃料气或燃料油供给，装置自产燃料气或燃料油进加热炉3之前装有测量 装置自产燃料流量F2的流量表12。
[0071] 本发明炼化企业加热炉燃料气热值的在线软测量方法包括W下步骤：
[0072] 步骤（1)，首先确定两个基本信息：
[0073] a、从企业的定期采样化验数据中查得管网燃料气的组成数据信息，判断本软测量 方法检测其热值的准确性。当加热炉燃料气中，氨和控类化合物之外的杂质含量小于燃料 气总质量的5%时，本软测量方法在线实时检测出的燃料气热值，可W作为闭环控制中的前 馈变量。
[0074] b、从加热炉建设施工图纸中的自控仪表规格书中查得加热炉燃料气流量调节阀 的流量特性：等百分比流量特性，或直线流量特性。
[0075] 步骤似，确定燃料气流量调节阀两端的压差ΔP:
[0076] 对于炼化企业加热炉，除图1、图2中所标示的仪表及调节阀外，从缓冲罐1到燃料 气流量调节阀2,可能安装的管件有直管、弯头、快开安全阀，流量孔板的压降虽然随流量而 变，但其值通常只有数十千帕，变化量则更小。运些管件的压头损失，相对于燃料气流量调 节阀2两端压差ΔΡ，可W忽略。因此：燃料气流量调节阀阀前压力可近似为燃料气缓冲罐 压力P。
[0077] 燃料气经燃料气流量调节阀2后、到加热炉火嘴的管路中，可能安装的管件有：直 管、弯头、快开安全阀（即常开安全阀）等。运些管件的压头损失很小，故调节阀阀后压力 可近似为炉膛压力P0。 阳07引因此，燃料气流量调节阀两端压差ΔP=P-P0,其中：P为燃料气缓冲罐压力，P0 为炉膛压力，单位均为MPa。
[0079] 步骤（3)，离线计算确定工程热值系数C值，包括W下步骤：
[0080] 步骤（3. 1)，采集7天时间的加热炉过程历史数据（采样间隔1分钟）。需要采集 的加热炉过程参数有： 阳0川 1)FM:被加热介质流量，t/h
[0082] 2)T1 :被加热介质进炉前溫度，。C 阳08引 3)T2:被加热介质炉出口溫度，°C
[0084] 4)AO:加热炉烟气氧含量，％
[0085] 5)TG:加热炉排烟溫度，°C
[0086] 6)F:管网燃料气体积流量，Nm3A
[0087] 7)F2 :装置自产燃料流量（仅对附图2的情形），NmVh 阳0蝴 8)P:燃料气缓冲罐压力，MPa
[0089] 9)P0 :炉膛压力，MPa
[0090] 10) 1/L:燃料气流量调节阀阀位，计算时，百分比值换算成0~1的值
[0091] 步骤（3. 2)，将上述过程历时数据，导入Excel表格中，采用曲线观察或比较标准 偏差的方法，选择烟气氧含量和排烟溫度最为平稳的4到8小时的一段数据作为选定时间 段数据，W氧含量平稳优先选择，采用参与后续计算。对于每一过程参数，该选定时间段的 数据，表示为一数组，例如FM,，j= 1，2, ···，!!，运里η等于选定时间段的分钟数。
[0092] 步骤（3. 3)，采用如下简化公式，首先计算出选定时间段的加热炉热效率 n.i(% ):
[0093] ηj= 97-[(0. 0083+0. 031* 口j)* 灯Gj+0. 000135*TGj*TGj)-l. 1]
[0094]式中： 阳0巧]αj= (21-0. 0627*A0j)/(21-AOj)，干烟气氧含量分析仪时[0096]αi= (21-0. 116*A0j)/(21-AOj)，湿烟气氧含量分析仪时 阳097] TGj为加热炉排烟溫度。
[0098]步骤（3. 4)，在通用化工数据手册中查出、或采用化学工程方法计算出：被加热介 质在工作状态下的定压比热容Cp(单位·Γ))。Cp为常数，采用工作状态下的均 值。
[0099] 步骤（3. 5)，计算选定时间段的加热炉热负荷Q, (MJA): 阳100]
阳101] 步骤化6)，采用倒推法计算选定时间段的燃料气热值quw, ,(MJ/Nm^ : 阳102] 当加热炉只有一路燃料即被研究的管网燃料气时， 阳103]
阳104]当加热炉有两路燃料，即主要一路为被研究的管网燃料气、另一路为补充燃料时， 阳1化]
[0106] 式中：C2为补充燃料（通常采用装置自产燃料气或燃料油）的热值，MJ/Nm3,其值 是恒定、或近似恒定的，计算时视为常数，从加热炉所属装置的标定数据获得。 阳107]步骤（3. 7)，计算工程热值系数C值： 阳10引当燃料气流量调节阀为等百分比流量特性时： 阳109]
[0110] 当燃料气流量调节阀为直线流量特性时： 阳111]
[0112] W上两式中：η为选定时间段的数据样本总数。
[0113] 步骤（4)，确定燃料气热值q的在线软测量计算模型：
[0114] 当燃料气流量调节阀为等百分比流量特性时，燃料气热值的在线软测量计算模型 为： 阳115]
[0116] 当燃料气流量调节阀为直线流量特性时，燃料气热值的在线软测量计算模型为： 阳117]
阳11引W上两个模型公式中，
[0119] q为燃料气的热值，单位为MJ/Nm3
[0120] 1/L为燃料气流量调节阀阀化百分比换算成0~1的值 阳121] ΔP为燃料气流量调节阀两端压差，单位为MPa
[0122