一种基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法，包括：S1、按照预设时间间隔通过设置于燃料气进料管处的燃料气组分传感器获取燃料气实时组分信息；S2、基于所述燃料气实时组分信息和燃料气流量设定值，得到燃料气优化流量值；S3、根据优化控制切换逻辑，通过燃料气流量控制器根据所述燃料气优化流量值或所述燃料气流量设定值设置燃料气进料流量。本发明专利技术比较传统的温度流量控制方案，控制周期短，调节速度快，减少了控制难度；在燃料气组分发生变化后，依旧可以通过优化燃料气进料流量提供稳定的热量，进而保持炉膛温度恒定，提高了系统稳定性，也减少了操作员操作强度。也减少了操作员操作强度。也减少了操作员操作强度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法


[0001]本专利技术涉及一种基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法。

技术介绍

[0002]燃料气系统作为石油化工行业内企业最庞大和复杂的公用工程，几乎涉及到厂区内所有的生产装置，其主要作用是作为厂区内需加热反应炉的提供热源，各反应炉通过燃料气燃烧释放出的热量维持反应产物所需要的温度。燃料气主要来源于生产过程中的各种副产物中的小分子气体，主要成分有甲烷，乙烷，CO，氮气，氢气，硫化氢，水等，其中甲烷，乙烷，CO，氢气，硫化氢为可燃气体，氮气和水为不可燃气体。燃料气中的可燃气体在反应炉炉膛中与氧气发生反应，释放出热量；其中的不可燃气体在炉膛中不发生反应，随反应结束后的废气排出炉膛外。随着燃料气组分中不可燃气体比例增加，同等流量下燃烧释放的热量随之下降，进而影响到各反应炉温度平衡。
[0003]因燃料气的燃烧加热是一个热辐射的温度传递过程，随着炉膛压力和原理组分的改变，燃料气的燃烧范围都会发生变化，无法通过对应的温度传感器直接测量燃料气燃烧温度，工业上对于燃料气的控制主要有单回路流量控制方案、温度流量控制方案和热值流量控制方案三种控制方法。
[0004]单回路流量控制是通过使燃料气的进料流量恒定进而减少温度波动的控制方法。通过在燃料气进料管线上的安装流量传感器，将燃料气的实时流量作为负反馈构建单回路闭环流量控制回路，通过调节流量控制器参数可达到燃料气的流量稳定控制。但此方案当燃料气组分或工艺情况发生改变时，燃料气燃烧产生的热量不能满足反应炉的需求，就会造成反应炉的温度波动，影响反应进程。且此方案的流量设定值是由操作员人工设置，对操作员的个人经验要求较高，增加了操作员的学习难度和工作强度。但此方案为最基础的控制方案，被用于在多数厂区中，后续的温度流量控制和热值流量控制都是基于单回路流量控制的改进方案。
[0005]温度流量控制并不是直接测量燃料气的燃烧温度，而是通过测量反应炉的反应物的出口温度进而补偿燃料气的进料流量的控制方案，此方案的温度测量处于整个反应过程中的最下游，滞后比较严重，而且受反应进程、进料原理和燃料气进料流量多重因素影响，各变量直接耦合器较高，调节难度大且操作复杂。
[0006]热值流量控制是通过测量燃料气的热值系数补偿进料流量的一种控制方案，热值传感器可以测量出进料流量的热值，以进料流量的热值进行参考补偿进料流量，此方案中热值传感器具有一定的局限性，一方面因为热值传感器测试时间较长，会给系统带来较大的滞后性，当燃料气组分发生变化后，无法根据燃料气组分快速调整，降低控制效果；另一方面因为燃料气自身组分复杂且变化性大，复杂的成分组合会降低热值传感器的测量精度，进而到整个热值流量控制系统。

技术实现思路

[0007](一)要解决的技术问题
[0008]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供了一种基于燃料气组分变化的炉膛温度控制方法，此方案通过测量燃料气的组分，根据燃料气的组分变化优化燃料气的进料流量，进而达到加热炉炉膛温度稳定控制的效果，同时也减轻了操作员的操作负荷。
[0009](二)技术方案
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0011]第一方面，本专利技术实施例提供一种基于燃料气组分变化的炉膛温度控制方法，包括：
[0012]S1、按照预设时间间隔通过设置于燃料气进料管处的燃料气组分传感器获取燃料气实时组分信息；
[0013]S2、基于所述燃料气实时组分信息和燃料气流量设定值，得到燃料气优化流量值；
[0014]S3、根据优化控制切换逻辑，通过燃料气流量控制器根据所述燃料气优化流量值或所述燃料气流量设定值设置燃料气进料流量。
[0015]可选地，所述S1之前还包括：
[0016]在燃料气系统首次运行且燃料气流量稳定后，通过所述燃料气组分传感器获取初始燃料气组分信息，作为燃料气稳定组分信息；
[0017]基于炉膛温度预设范围和燃料气稳定组分信息确定所述燃料气流量设定值。
[0018]可选地，所述S3之后还包括：
[0019]利用流量检测传感器实时获取并显示所述燃料气进料流量。
[0020]可选地，所述S3中所述优化控制切换逻辑包括：
[0021]利用优化控制切换开关实现优化控制切换，当打开优化控制时，采用所述燃料气优化流量值设置燃料气进料流量；否，则采用所述燃料气流量设定值设置燃料气进料流量。
[0022]可选地，所述燃料气的组成包括以下气体的一种或多种：
[0023]甲烷，乙烷，氢气，一氧化碳和氮气。
[0024]可选地，所述S2包括：
[0025]S21、获取燃料气稳定组分信息；
[0026]S22、利用如下公式计算所述燃料气优化流量值：
[0027][0028]其中，F
new
为所述燃料气优化流量值，F
set
为所述燃料气流量设定值，A0‑
E0依次为甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳和氮气的所述燃料气稳定组分信息，A1‑
E1依次为甲烷、乙烷、氢气、一氧化碳和氮气的所述燃料气实时组分信息。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种DCS控制系统，用于控制燃料气加热炉，包括炉膛温度控制功能块，所述炉膛温度控制功能块能够实现上述第一方面中任一项基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法。
[0030]第三方面，本专利技术提供了一种燃料气加热炉，包括燃料气组分传感器、燃料气流量控制器和处理器，
[0031]所述燃料气组分传感器，用于测量燃料气组分中各气体占比值，获得燃料气组分
信息；
[0032]所述燃料气流量控制器，用于根据输入的燃料气流量设置参数控制燃料气进料流量；
[0033]所述处理器，用于根据按照预设时间间隔通过燃料气组分传感器获取的燃料气实时组分信息，结合输入的燃料气流量设定值，得到燃料气优化流量值，并利用所述燃料气优化流量值控制燃料气流量控制器实现基于燃料气组分的燃料气流量控制，从而实现加热炉温度控制。
[0034]可选地，所述燃料气组分传感器包括：甲烷气体测量传感器、乙烷气体测量传感器、氢气气体测量传感器、一氧化碳气体测量传感器和氮气测量传感器。
[0035]可选地，还包括流量检测传感器，用于实时获取并显示所述燃料气进料流量。
[0036](三)有益效果
[0037]与现有技术相比，本专利技术所提出基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法，其中的燃料气组分测量测点处于燃料气燃烧前，相比较传统的温度流量控制方案，控制周期短，调节速度快，减少了控制难度。
[0038]本专利技术提出的控制方法在燃料气组分发生变化后，依旧可以通过优化燃料气进料流量提供稳定的热量，进而保持炉膛的温度恒定，提高了系统的稳定性，也减少了操作员的操作强度。
附图说明
[0039]图1为本专利技术一实施例提供的基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法流程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于燃料气组分变化的炉膛温度优化控制方法，其特征在于，所述方法包括：S1、按照预设时间间隔通过设置于燃料气进料管处的燃料气组分传感器获取燃料气实时组分信息；S2、基于所述燃料气实时组分信息和燃料气流量设定值，得到燃料气优化流量值；S3、根据优化控制切换逻辑，通过燃料气流量控制器根据所述燃料气优化流量值或所述燃料气流量设定值设置燃料气进料流量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1之前还包括：在燃料气系统首次运行且燃料气流量稳定后，通过所述燃料气组分传感器获取初始燃料气组分信息，作为燃料气稳定组分信息；基于炉膛温度预设范围和燃料气稳定组分信息确定所述燃料气流量设定值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3之后还包括：利用流量检测传感器实时获取并显示所述燃料气进料流量。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3中所述优化控制切换逻辑包括：利用优化控制切换开关实现优化控制切换，当打开优化控制时，采用所述燃料气优化流量值设置燃料气进料流量；否，则采用所述燃料气流量设定值设置燃料气进料流量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述燃料气的组成包括以下气体的一种或多种：甲烷，乙烷，氢气，一氧化碳和氮气。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2包括：S21、获取燃料气稳定组分信息；S22、利用如下公式计算所述燃料气优化流量值：其中，F
new
为所述燃料气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洋，黎辛桥，何文，应卓齐，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：