燃?xì)饧訜釥t燃燒控制方法及運(yùn)用分析

王剛 萬斌 王喆 胡海峰

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技不斷發(fā)展的時(shí)代中，石油系統(tǒng)在諸多方面實(shí)現(xiàn)有效完善的目標(biāo)。燃?xì)饧訜釥t是石油系統(tǒng)的重要構(gòu)成成分，其多數(shù)被安設(shè)在井口、聯(lián)合站、轉(zhuǎn)接站等位置，功能是提升被輸送介質(zhì)溫度，進(jìn)而促使石油系統(tǒng)獲得所需的溫度去完成產(chǎn)品生產(chǎn)，有效落實(shí)各種作業(yè)。故此，對(duì)燃燒方法有效控制，是提升燃?xì)饧訜釥t運(yùn)行效率的有效辦法，本文對(duì)其進(jìn)行相關(guān)探究，并提出幾點(diǎn)優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：石油系統(tǒng)；燃?xì)?；加熱爐；控制方法；措施探討

新時(shí)期下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與運(yùn)行，對(duì)石油資源表現(xiàn)出強(qiáng)烈依賴性，石油為一種不可再生資源，只有在燃?xì)饧訜釥t的燃燒控制方法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行需求，才能確保石油系統(tǒng)的正常運(yùn)作，促使石油產(chǎn)品加工、生產(chǎn)、傳送等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)目標(biāo)，并助力于社會(huì)建設(shè)進(jìn)程。盡管當(dāng)下我國(guó)在燃?xì)饧訜釥t燃燒控制方法的研究上已經(jīng)有所成就，但是該項(xiàng)工作應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，以連續(xù)提升燃?xì)饧訜釥t作業(yè)水平。

1燃燒機(jī)理分析

高爐、焦?fàn)t混合煤氣是燃?xì)饧訜釥t的主要燃料，其可以被細(xì)化為數(shù)個(gè)控制區(qū)，每一控制區(qū)染病時(shí)該過程實(shí)質(zhì)上就是燃?xì)獾难趸^程[1]。燃?xì)庠谌紵^程中，燃料的數(shù)量并不是火焰溫度高低的決定因素，而影響火焰溫度的因素是燃料燃燒程度以及熱效率的高低。圖1呈現(xiàn)出助燃空氣過剩率與燃燒效率及污染的關(guān)系。

在對(duì)上圖進(jìn)行分析過程中，發(fā)現(xiàn)燃料系統(tǒng)的質(zhì)量與空氣過剩率之間存在一定關(guān)系。與此同時(shí)，空氣與燃?xì)獾呐浜媳瓤梢员硎究諝膺^剩率，即采用空燃比去闡述。在空燃比是1時(shí)，為理論上達(dá)到合理空燃比所需的空氣量。但是在實(shí)際作業(yè)中，當(dāng)空燃比在1～1.02之間取值時(shí)，說明燃料尚未完全燃燒，熱損比加大的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量黑煙，浪費(fèi)燃?xì)饽茉?，也?duì)空氣環(huán)境也造成一定污染。但是在空燃比>1.10的情景下，就會(huì)產(chǎn)生空氣過?，F(xiàn)象，導(dǎo)致加熱爐鋼坯表層氧化鐵厚度增加，很多熱量被煙氣帶走，系統(tǒng)熱效率相應(yīng)降低，不利于環(huán)境保護(hù)。故此，石油系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中空氣過剩率在1.02～1.10區(qū)間內(nèi)取值，將是最佳的燃燒方案。

2燃燒控制策略——雙交叉限幅控制

為提升燃?xì)饧訜釥t生產(chǎn)效率，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，在燃料控制方面上，需從數(shù)個(gè)角度出發(fā)，若僅采用一項(xiàng)或兩項(xiàng)措施，很難有效的處理燃料部完全燃燒的問題。

對(duì)燃料控制的宗旨在于提升能源利用率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)降低能源消耗量，并對(duì)燃?xì)饧訜釥t的有序、有效運(yùn)行起到維護(hù)與鞏固等作用，進(jìn)而為石油系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，提供更多優(yōu)勢(shì)條件與直接性保障。為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，本文提出了對(duì)燃?xì)饧訜釥t有效控制的方法，即雙交叉限幅控制。實(shí)踐證明，該方法在很多方面的應(yīng)用，具有很強(qiáng)的可行性，其能夠?yàn)楦黜?xiàng)為燃?xì)饪刂颇繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)提供充分的支撐。

2.1在燃?xì)饧訜釥t運(yùn)行期間負(fù)荷發(fā)生變化以后，最常用的方法是雙交叉限幅，主要是對(duì)石油系統(tǒng)燃?xì)狻⒖諝饬鲃?dòng)速度以及流量等參數(shù)的有效控制。上述操作過程的運(yùn)行，最大的優(yōu)越性是能夠使系統(tǒng)運(yùn)行期間獲得最佳的空燃比，但是該項(xiàng)操作也有一定弊端，即會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)作反應(yīng)的靈敏度大幅度降低，以致燃?xì)饧訜釥t的運(yùn)作效率相應(yīng)降低。整體分析后，發(fā)現(xiàn)上述方法的應(yīng)用，并不能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，故此在維護(hù)自身基本理念的基礎(chǔ)上，需適度進(jìn)行一些改良[2]。

2.2從某種意義上分析，雙交叉限幅控制的理念，在提升燃?xì)饧訜釥t的燃燒控制效率方面有所助益，但是在實(shí)際操作中需對(duì)一些流程進(jìn)行改進(jìn)。本文筆者總結(jié)長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在運(yùn)用雙交叉限幅控制方法過程中，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀，可以考慮納入加熱爐溫度的實(shí)際理想情況下，控制以上兩項(xiàng)指標(biāo)，可以更加完美的規(guī)劃偏置函數(shù)，依照相關(guān)指標(biāo)的實(shí)際變化情況，能夠更加科學(xué)的設(shè)定偏置量的具體數(shù)值。

此外，在現(xiàn)行科技、設(shè)備設(shè)施的支撐下，可以直接在燃?xì)饧訜釥t內(nèi)，規(guī)劃變偏置——雙交叉限幅控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)明確的情況下，能夠助力于系統(tǒng)內(nèi)燃料有效燃燒率的提升進(jìn)程，減少系統(tǒng)中能量的損耗量。

2.3在偏置函數(shù)規(guī)劃專業(yè)結(jié)束后，進(jìn)而深度分析與測(cè)算各種是不可缺乏的環(huán)節(jié)。具體是依照燃?xì)饧盁釥t自身特征，以及燃料控制方法實(shí)施的目標(biāo)，采用試驗(yàn)方式，去設(shè)定偏置函數(shù)的數(shù)值，最終選用一組能彰顯系統(tǒng)性能的最佳函數(shù)值，進(jìn)而構(gòu)建“溫度——偏置函數(shù)取值表”，以實(shí)現(xiàn)精確取值的目標(biāo)。

3雙交叉限幅燃燒控制的效益分析

在燃?xì)饧訜釥t運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，燃料控制相關(guān)方法的應(yīng)用，一定要以影響燃料利用率的角度出發(fā)，以實(shí)現(xiàn)真正控制目標(biāo)，獲得最佳的控制效果。

雙交叉限幅燃燒控制方法，主要是對(duì)副閉環(huán)回路的空氣流量大小、運(yùn)行速率的管控，多數(shù)是采用設(shè)定具體數(shù)值的方式去實(shí)現(xiàn)。從很大層面上分析，上述雙向控制方法的應(yīng)用，能夠顯著提升加熱爐中燃料燃燒效率與質(zhì)量，進(jìn)而確保燃料燃燒的充分性，此時(shí)石油系統(tǒng)也處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)中。雙交叉限幅燃燒控制方法在應(yīng)用期間，會(huì)和高值選擇器、低值選擇器構(gòu)成聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，采用上述兩個(gè)構(gòu)件間的制約性，規(guī)避系統(tǒng)負(fù)荷急劇變化的問題，并有效解除了燃料過剩以及空氣過剩等現(xiàn)實(shí)問題，真正實(shí)現(xiàn)了過氧燃燒、缺氧燃燒以及有效控制等目標(biāo)[3]。

雙交叉限幅燃燒控制方法投入使用后，能夠?qū)θ剂狭髁俊⒖諝饬髁績(jī)纱笾笜?biāo)的有效控制，以促使其比值處于合理區(qū)間中，實(shí)現(xiàn)交替上升的目標(biāo)。此時(shí)，空燃比也會(huì)處于合理區(qū)間中，能源浪費(fèi)率相應(yīng)降低。由此可見，雙交叉限幅燃燒控制方法在石油系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠延長(zhǎng)燃?xì)饧訜釥t的使用壽命，不斷提升其運(yùn)轉(zhuǎn)的安穩(wěn)性與高效性。

結(jié)束語

文章對(duì)燃?xì)饧訜釥t的燃燒控制方法進(jìn)行探究，從當(dāng)下的實(shí)踐效果進(jìn)行進(jìn)行分析，雙交叉限幅控制方法的應(yīng)用，是和燃?xì)饧訜釥t運(yùn)行需求相一致的。該控制方法在應(yīng)用過程中，還有操作過程簡(jiǎn)單，提升燃?xì)饧訜釥t快速做出響應(yīng)等優(yōu)勢(shì)，助力于石油系統(tǒng)更新?lián)Q代進(jìn)程。在后續(xù)實(shí)踐中，應(yīng)不斷完善燃燒控制方法，結(jié)合加熱爐運(yùn)行實(shí)況以及發(fā)展需求，編制出多樣化控制方案，追求并獲得更大經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李福剛.燃?xì)饧訜釥t燃燒控制方法的分析與討論[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，36（23）：80-81.

[2]邵衛(wèi)衛(wèi)，熊燕，胡玉婷，等.降低氮氧化物排放的燃燒器、燃?xì)忮仩t及控制方法：，CN104165361A[P].2014，18（23）：231-1204.

[3]姜春東.蓄熱式燃?xì)饧訜徨懺鞝t控制系統(tǒng)研究[D].濟(jì)南大學(xué)，2015，32（2）：37-38.

（作者單位：撫順石化分公司洗滌劑化工廠）