加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)一種加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝置，所述加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法包括：實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù),所述第一指標(biāo)包括煙道氣溫度、煙道氣氧含量；將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)反平衡計(jì)算法計(jì)算得到第二指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第二指標(biāo)包括熱效率；展示所述加熱爐的能效指標(biāo)，所述能效指標(biāo)包括所述第二指標(biāo)。通過(guò)本申請(qǐng)所提供的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加熱爐的能效指標(biāo)狀態(tài)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及石油煉制領(lǐng)域，尤其涉及一種加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 石油煉制過(guò)程是將石油加熱進(jìn)行高溫分餾得到汽油、柴油、煤油、石油氣等不同的 產(chǎn)品的過(guò)程。加熱爐為石油煉制過(guò)程中的石油加熱設(shè)備，它通過(guò)燃燒燃料產(chǎn)生熱量將石油 加熱進(jìn)行高溫分餾，石油煉制過(guò)程中一般采用管式加熱爐。加熱爐能效是指加熱爐提供的 能量被有效利用的程度，它可以通過(guò)監(jiān)測(cè)加熱爐煙道內(nèi)的煙道氣溫度、煙道氣氧含量、熱效 率等能效指標(biāo)數(shù)據(jù)反應(yīng)出來(lái)。隨著人們對(duì)能源需求的增大，加熱爐燃燒燃料引起的C02、N0x、 sox等氣體排放量日益增加，使得環(huán)境污染日益加重。通過(guò)監(jiān)測(cè)加熱爐的能效指標(biāo)狀態(tài)，可 以有效加強(qiáng)對(duì)加熱爐燃料消耗過(guò)程的及時(shí)管控，進(jìn)而有效減少燃料消耗量、降低生產(chǎn)成本、 減少有害氣體向大氣排放。
[0003]目前，石油煉化企業(yè)加熱爐能效指標(biāo)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)基本采用人工方式定期到各裝置 進(jìn)行測(cè)試采集相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，采集相關(guān)數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)測(cè)試以及數(shù)據(jù)處理都需要一定的周期， 不能實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐能效指標(biāo)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而無(wú)法及時(shí)優(yōu)化操作，也不方便加熱爐能 效變化狀況的及時(shí)診斷。如果提供一種加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)加熱爐能效指標(biāo)狀態(tài) 的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將會(huì)顯著提高加熱爐的能源管理水平，推動(dòng)企業(yè)"節(jié)能減排"工作的進(jìn)步。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)加熱爐能效指標(biāo)狀態(tài)的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝 置。
[0005] 本申請(qǐng)所提供一種加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，包括：
[0006] 實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第一指標(biāo)包括煙道氣溫度、煙道氣氧含 量；
[0007] 將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)反平衡計(jì)算法計(jì)算得到第二指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第二指 標(biāo)包括熱效率；
[0008] 展示所述加熱爐的能效指標(biāo)，所述能效指標(biāo)包括所述第二指標(biāo)。
[0009]優(yōu)選的，所述第二指標(biāo)還包括以下指標(biāo)之一或其組合：過(guò)?？諝庀禂?shù)、排煙損失熱 量、爐壁散熱損失熱量。
[0010] 優(yōu)選的，所述第一指標(biāo)還包括煙道氣流量，所述能效指標(biāo)包括所述第一指標(biāo)以及 所述第二指標(biāo)。
[0011] 優(yōu)選的，通過(guò)信息表格展示所述加熱爐的能效指標(biāo)；所述信息表格的縱軸為所述 能效指標(biāo)，橫軸為所述加熱爐，所述信息表格的方格內(nèi)標(biāo)有所述加熱爐對(duì)應(yīng)的所述能效指 標(biāo)的數(shù)據(jù)。
[0012] 優(yōu)選的，所述信息表格的每個(gè)方格的顏色展示色值通過(guò)以下公式計(jì)算：
[0013] F=(V-L)/(H-L)；
[0014]如果F〈0,（R，G，B)= (255*(0-F)，255*(0-F)，0);
[0015]如果F>1，（R，G，B)= ((F-l)/2*255,255/F，0);
[0016]如果 0 彡F彡 1，（R，G，B)= (0,255*F，0);
[0017] 其中，V表75能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)；H表75能效指標(biāo)的最大閾值；L表75能效指標(biāo)的最小 閾值。
[0018] 本申請(qǐng)還提供一種加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置，包括：
[0019] 獲取數(shù)據(jù)模塊，其用于實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第一指標(biāo)包括煙 道氣溫度、煙道氣氧含量；
[0020] 數(shù)據(jù)處理模塊，其用于將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)反平衡計(jì)算法計(jì)算得到第二指 標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第二指標(biāo)包括熱效率；
[0021] 指標(biāo)展示模塊，其用于展示所述加熱爐的能效指標(biāo)，所述能效指標(biāo)包括所述第二 指標(biāo)。
[0022] 優(yōu)選的，所述第二指標(biāo)還包括以下指標(biāo)之一或其組合：過(guò)剩空氣系數(shù)、排煙損失熱 量、爐壁散熱損失熱量。
[0023] 優(yōu)選的，所述第一指標(biāo)還包括煙道氣流量，所述能效指標(biāo)包括所述第一指標(biāo)以及 所述第二指標(biāo)。
[0024] 優(yōu)選的，所述指標(biāo)展示模塊通過(guò)信息表格展示所述加熱爐的能效指標(biāo)；所述信息 表格的縱軸為所述能效指標(biāo)，橫軸為所述加熱爐，所述信息表格的方格內(nèi)標(biāo)有所述加熱爐 對(duì)應(yīng)的所述能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
[0025] 優(yōu)選的，所述信息表格的每個(gè)方格的顏色展示色值通過(guò)以下公式計(jì)算：
[0026]F=(V-L)/(H-L)；
[0027]如果F〈0，
[0028] (R，G，B)= (255*(0-F)，255*(0_F)，0)
[0029]如果F>1，
[0030] (R，G，B)= ((F-l)/2*255,255/F，0)
[0031] 否則
[0032] (R，G，B)= (0,255*F，0);
[0033] 其中，V表75能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)；H表75能效指標(biāo)的最大閾值；L表75能效指標(biāo)的最小 閾值。上述本申請(qǐng)所提供的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法及裝置，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)， 并將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)處理獲取第二指標(biāo)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得加熱爐的能效指標(biāo)并將 其展示出來(lái)，所以通過(guò)本申請(qǐng)所提供的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法及裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加熱爐的 能效指標(biāo)狀態(tài)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根 據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0035] 圖1是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式所提供的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法的流程圖；
[0036] 圖2是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式所提供的加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí) 施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保 護(hù)的范圍。
[0038] 請(qǐng)參考圖1，本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式提供的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：
[0039] S1、實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)；所述第一指標(biāo)包括煙道氣溫度、煙道氣氧 含量。
[0040] 所述步驟S1中，實(shí)時(shí)獲取第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)可以在所述加熱爐安裝相應(yīng)的傳感器 設(shè)備，通過(guò)連接所述傳感器設(shè)備所提供的各種數(shù)據(jù)接口，進(jìn)而可以直接實(shí)時(shí)獲得待監(jiān)測(cè)的 加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)。此外，還可以通過(guò)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)以進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)，所述實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與各種監(jiān)測(cè)加熱爐的設(shè)備連接，所述各種監(jiān)測(cè)加熱爐的設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)將各種監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù)發(fā)送至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)將所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，所以實(shí)時(shí)獲取所述第一指標(biāo)的數(shù) 據(jù)也可以直接通過(guò)連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的接口，進(jìn)而獲取所需的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
[0041] 所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)為可以直接通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)傳感器等測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量得出，其包 括煙道氣溫度、煙道氣氧含量。所述煙道氣溫度為所述加熱爐燃燒過(guò)程中加熱爐煙道內(nèi)氣 體的溫度，由于所述煙道氣溫度與加熱爐的加熱效果直接關(guān)聯(lián)，如果煙道氣溫度過(guò)高，說(shuō) 明加熱爐燃燒燃料中通過(guò)煙道氣損失的熱量會(huì)很多，所以煙道氣溫度在一定程度上可以反 映加熱爐內(nèi)的加熱狀況。所述煙道氣氧含量為所述加熱爐燃燒過(guò)程中加熱爐煙道內(nèi)氣體中 氧氣的含量。所述煙道氣氧含量可以有效反映出加熱爐燃燒燃料時(shí)需求氧氣的多少，進(jìn)而 也可以通過(guò)煙道氣氧含量的多少來(lái)反映加熱爐燃燒燃料是否充分。
[0042] 進(jìn)一步的，所述第一指標(biāo)還可以包括煙道氣流量，所述煙道氣流量為所述加熱爐 加熱過(guò)程中加熱爐煙道內(nèi)排出氣體的流量大小。
[0043] S2、將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)反平衡計(jì)算法計(jì)算得到第二指標(biāo)的數(shù)據(jù)；所述第 二指標(biāo)包括熱效率。
[0044] 所述第二指標(biāo)為在獲取第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上通過(guò)相關(guān)計(jì)算得到。進(jìn)一步的， 所述第二指標(biāo)還包括以下指標(biāo)之一或其組合：過(guò)?？諝庀禂?shù)、排煙損失熱量、爐壁散熱損失 熱量。所以，所述第二指標(biāo)可以包括過(guò)?？諝庀禂?shù)、排煙損失熱量、爐壁散熱損失熱量、熱效 率。所述加熱爐熱效率為加熱爐燃燒燃料所釋放的熱量中加熱流體所吸收的熱量在整個(gè)所 釋放的熱量中所占的比例。由于所述加熱流體所吸收的熱量難以測(cè)量，所以通過(guò)將加熱爐 在燃燒燃料過(guò)程中的熱損失計(jì)算出來(lái)，進(jìn)而得知加熱爐的熱效率。所述加熱爐在燃燒燃料 過(guò)程中的熱損失主要有兩種：排煙損失熱量、爐壁散熱損失熱量。所述第二指標(biāo)的數(shù)據(jù)可以 通過(guò)所述反平衡計(jì)算法計(jì)算得到。所述反平衡計(jì)算法公式為 ：
[0045] a= (21+0. 116*0)/(21-0);
[0046] ql= (8. 3*0. 001+0. 031*a) * (T+l. 35*0. 0001*T*T)；
[0047] q2 = 3 ?6 ;
[0048] n= (100-ql-q2) % ；
[0049] 其中，0為煙道氣氧含量，％ ;a為過(guò)?？諝庀禂?shù)；T為煙道氣溫度，°C;ql為排 煙損失熱量，％ ;q2為爐壁散熱損失熱量，％ ;n為熱效率，％。（單位未給出）
[0050] 所述排煙損失熱量為加熱爐燃燒燃料過(guò)程中通過(guò)所排出氣體散失的熱量，其與所 述煙道氣溫度、所述過(guò)剩空氣系數(shù)有關(guān)。所述過(guò)剩空氣系數(shù)是在獲取所述煙道氣氧含量的 基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算得到的，其計(jì)算公式為a= (21+0. 116*0)八21_0)，所述過(guò)?？諝庀禂?shù)表 示加熱爐實(shí)際燃燒空氣量與實(shí)際燃燒空氣量的占有比例。過(guò)?？諝庀禂?shù)太小，燃料燃燒不 完全，浪費(fèi)燃料，甚至?xí)斐啥稳紵^(guò)?？諝庀禂?shù)太大，入爐空氣太多，爐膛溫度下 降，傳熱不好，煙道氣量多，帶走熱量多，也浪費(fèi)燃料。所以得知過(guò)?？諝庀禂?shù)的大小對(duì)于加 熱爐能效的監(jiān)測(cè)也是十分重要的。
[0051] 所述爐壁散熱損失熱量為加熱爐燃燒燃料過(guò)程中通過(guò)加熱爐的爐壁所散失的熱 量，其與所述加熱爐爐壁外的風(fēng)速、溫度等因素有關(guān)，而且風(fēng)速的影響大于爐壁外溫度的影 響。比如加熱爐爐壁外的溫度較低且風(fēng)速較大時(shí)，可以將所述q2設(shè)為6,加熱爐爐壁外的溫 度較高且風(fēng)速較低時(shí)，可以將所述q2設(shè)為3,其具體數(shù)值可以根據(jù)所選時(shí)刻的風(fēng)速、溫度通 過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選取一定的數(shù)值。由于同一石油煉化廠的加熱爐均處于同樣的外界環(huán)境中，所 以在進(jìn)行多個(gè)加熱爐同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量時(shí)，在同一時(shí)刻所述爐壁散熱損失熱量（q2)需設(shè)置為 相同數(shù)值。
[0052] S3、展示所述加熱爐的能效指標(biāo)，所述能效指標(biāo)包括所述第二指標(biāo)。
[0053] 通過(guò)步驟S2計(jì)算得出所述第二指標(biāo)這一能效指標(biāo)后，需要將所述加熱爐的能效 指標(biāo)展示出來(lái)。為便于直觀顯示所述指標(biāo)信息，可以通過(guò)信息表格展示所述加熱爐的能效 指標(biāo)；所述信息表格的縱軸為所述能效指標(biāo)，橫軸為所述加熱爐，所述信息表格的方格內(nèi)標(biāo) 有所述加熱爐對(duì)應(yīng)的所述能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)。所述信息表格如下表所示：
[0054]

【權(quán)利要求】
1. 一種加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括： 實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第一指標(biāo)包括煙道氣溫度、煙道氣氧含量； 將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)反平衡計(jì)算法計(jì)算得到第二指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第二指標(biāo)包 括熱效率； 展示所述加熱爐的能效指標(biāo)，所述能效指標(biāo)包括所述第二指標(biāo)。
2. 如權(quán)利要求1所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述第二指標(biāo)還包括以下 指標(biāo)之一或其組合：過(guò)剩空氣系數(shù)、排煙損失熱量、爐壁散熱損失熱量。
3. 如權(quán)利要求2所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述第一指標(biāo)還包括煙道 氣流量，所述能效指標(biāo)包括所述第一指標(biāo)以及所述第二指標(biāo)。
4. 如權(quán)利要求1所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：通過(guò)信息表格展示所述加 熱爐的能效指標(biāo)；所述信息表格的縱軸為所述能效指標(biāo)，橫軸為所述加熱爐，所述信息表格 的方格內(nèi)標(biāo)有所述加熱爐對(duì)應(yīng)的所述能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述信息表格的每個(gè)方格 的顏色展示色值通過(guò)以下公式計(jì)算： F= (V-L)/(H-L)； 如果 F〈0,（R，G，B) = (255*(0-F)，255*(0-F)，0); 如果 F>1，（R，G，B) = ((F-l)/2*255,255/F，0); 如果 0 彡 F 彡 1，（R，G，B) = (0,255*F，0); 其中，V表能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)；H表75能效指標(biāo)的最大閾值；L表75能效指標(biāo)的最小閾 值。
6. -種加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括： 獲取數(shù)據(jù)模塊，其用于實(shí)時(shí)獲取加熱爐的第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)，所述第一指標(biāo)包括煙道氣 溫度、煙道氣氧含量； 數(shù)據(jù)處理模塊，其用于將所述第一指標(biāo)的數(shù)據(jù)通過(guò)反平衡計(jì)算法計(jì)算得到第二指標(biāo)的 數(shù)據(jù)，所述第二指標(biāo)包括熱效率； 指標(biāo)展示模塊，其用于展示所述加熱爐的能效指標(biāo)，所述能效指標(biāo)包括所述第二指標(biāo)。
7. 如權(quán)利要求6所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述第二指標(biāo)還包括以下 指標(biāo)之一或其組合：過(guò)?？諝庀禂?shù)、排煙損失熱量、爐壁散熱損失熱量。
8. 如權(quán)利要求7所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述第一指標(biāo)還包括煙道 氣流量，所述能效指標(biāo)包括所述第一指標(biāo)以及所述第二指標(biāo)。
9. 如權(quán)利要求6所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述指標(biāo)展示模塊通過(guò)信 息表格展示所述加熱爐的能效指標(biāo)；所述信息表格的縱軸為所述能效指標(biāo)，橫軸為所述加 熱爐，所述信息表格的方格內(nèi)標(biāo)有所述加熱爐對(duì)應(yīng)的所述能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)。
10. 如權(quán)利要求9所述的加熱爐能效監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述信息表格的每個(gè)方格 的顏色展示色值通過(guò)以下公式計(jì)算： F = (V-L)/(H-L)； 如果F〈0， (R，G，B) = (255*(0-F)，255*(0-F)，0) 如果F>1， (R，G，B) = ((F-l)/2*255,255/F，0) 否則 (R，G，B) = (0,255*F，0); 其中，V表能效指標(biāo)的數(shù)據(jù)；H表75能效指標(biāo)的最大閾值；L表75能效指標(biāo)的最小閾 值。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK104236631SQ201410502999
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陸育峰, 郭以東, 楊勇, 王亦然, 曾麗花, 祁瀅, 劉博 , 劉富余 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司