一种加热炉调参优化分析方法及系统与流程

技术特征：

1.一种加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：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。

2.根据权利要求1所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，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。

3.根据权利要求1所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述现场测定的燃料参数包括：燃料量、燃料成分、烟气含氧量，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(3)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(4)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；

步骤S106：根据步骤(4)和步骤(5)得到的加热负荷Q原油换热系数h_p，依据公式(5)计算出盘管垢阻r_p：

式中，Δt_p为盘管传热温差，通过原油进出盘管温度和水浴温度计算得到；F_p为盘管传热面积，由加热炉的结构计算出；

步骤S107：根据步骤(4)得到的加热负荷Q，依据公式(6)计算出加热炉垢阻r_j：

式中，Δt_j为加热炉传热温差，通过烟气进出加热炉温度和水浴温度计算得到；F_j为加热炉传热面积，由加热炉的结构计算出；h_j为加热炉内烟气换热系数。

4.根据权利要求1所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述优化计算的计算过程如下：

步骤S201：根据燃料成分和预设的过量空气系数，进行燃料燃烧计算；

步骤S202：预设排烟温度，进行热平衡计算；

步骤S203：预设火筒出口温度，计算火焰平均温度和火筒热平衡热量Q_f；

步骤S204：计算火筒结构参数、火筒黑度、火焰平均温度；

步骤S205：根据计算的污垢热阻，依据公式(7)计算火筒管壁温度、火筒传热量Q_f1：

式中，a_b为火筒壁面黑度，一般取为0.85；a_h为火焰黑度，由火焰成分和火筒出口温度计算得出；A_f为火筒传热面积，由加热炉的结构计算出；T_h为火焰平均温度，可根据燃料特性、火筒出口温度计算；T_wf为火筒壁面温度，可根据火筒热平衡热量、计算得出的加热炉污垢热阻计算得出；

步骤S206：计算火筒热平衡热量Q_f和Q_f1的差值，并判断差值是否小于预设值ε，若二者差值大于预设值ε，则返回到步骤S203，按照预设值步进增加预设火筒出口温度，若二者差值小于预设值ε，则进行步骤S207；

步骤S207：根据火筒结构参数和排烟焓值，计算烟管热平衡热量Q_s；

步骤S208：根据计算出的污垢热阻，依据公式(8)计算传热系数、传热温差和烟管传热量Q_s1：

式中，h_j为烟管内烟气的换热系数；r_j为计算得到的加热炉垢阻；A_s为烟管传热面积，由加热炉的结构计算出；△t_j为传热温差，根据排烟温度、火筒出口烟温、水浴温度计算得出；

步骤S209：计算烟管热平衡热量Q_s和烟管传热量Q_s1的差值，并判断差值是否小于预设值ε，若二者差值大于预设值ε，则返回到步骤S201，按照预设增值增大预设火筒出口温度，若二者差值小于预设值ε，则优化计算结束，得到最优燃料量和最优过量空气系数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述分析方法还包括构建加热炉参数数据库步骤。

6.根据权利要求5所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述加热炉参数数据库包括：燃料成分数据库、加热炉运行参数数据库、加热炉结构参数数据库。

7.根据权利要求6所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述加热炉运行参数包括：燃料量、原油相对密度、原油含水率、原油流量、原油进口温度、原油出口温度和风量。

8.根据权利要求5或6所述的加热炉调参优化分析方法，其特征在于，所述加热炉结构参数包括：火筒长度、火筒直径、烟管数量、烟管长度、烟管内直径、烟管管程、盘管数量、盘管长度、盘管直径、盘管管程、炉体长度和直径。

9.一种加热炉调参优化分析系统，其特征在于，包括烟气分析仪和与烟气分析仪连接的数据处理系统；

所述烟气分析仪：用于采集烟气量、烟气成分、烟气温度、环境温度和炉体表面温度的装置；

所述数据处理系统：用于记录并存储加热炉参数数据库的各项参数，以及调取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，以及基于计算出的加热炉的污垢热阻，进行优化计算，最终得出最优燃料量和最优过量空气系数的装置。