加热炉能效监测方法及装置制造方法
【专利摘要】本申请公开一种加热炉能效监测方法及装置，所述加热炉能效监测方法包括：实时获取加热炉的第一指标的数据,所述第一指标包括烟道气温度、烟道气氧含量；将所述第一指标的数据通过反平衡计算法计算得到第二指标的数据，所述第二指标包括热效率；展示所述加热炉的能效指标，所述能效指标包括所述第二指标。通过本申请所提供的加热炉能效监测方法及装置可以实时监测加热炉的能效指标状态。
【专利说明】加热炉能效监测方法及装置
【技术领域】
[0001] 本申请涉及石油炼制领域，尤其涉及一种加热炉能效监测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 石油炼制过程是将石油加热进行高温分馏得到汽油、柴油、煤油、石油气等不同的 产品的过程。加热炉为石油炼制过程中的石油加热设备，它通过燃烧燃料产生热量将石油 加热进行高温分馏，石油炼制过程中一般采用管式加热炉。加热炉能效是指加热炉提供的 能量被有效利用的程度，它可以通过监测加热炉烟道内的烟道气温度、烟道气氧含量、热效 率等能效指标数据反应出来。随着人们对能源需求的增大，加热炉燃烧燃料引起的C02、N0x、 sox等气体排放量日益增加，使得环境污染日益加重。通过监测加热炉的能效指标状态，可 以有效加强对加热炉燃料消耗过程的及时管控，进而有效减少燃料消耗量、降低生产成本、 减少有害气体向大气排放。
[0003]目前，石油炼化企业加热炉能效指标状态的监测基本采用人工方式定期到各装置 进行测试采集相关数据实现，采集相关数据后数据测试以及数据处理都需要一定的周期， 不能实现对加热炉能效指标状态的实时监测，进而无法及时优化操作，也不方便加热炉能 效变化状况的及时诊断。如果提供一种加热炉能效监测方法，以实现加热炉能效指标状态 的实时监测，将会显著提高加热炉的能源管理水平，推动企业"节能减排"工作的进步。
【发明内容】
[0004] 本申请提供一种能够实时监测加热炉能效指标状态的加热炉能效监测方法及装 置。
[0005] 本申请所提供一种加热炉能效监测方法，包括：
[0006] 实时获取加热炉的第一指标的数据，所述第一指标包括烟道气温度、烟道气氧含 量；
[0007] 将所述第一指标的数据通过反平衡计算法计算得到第二指标的数据，所述第二指 标包括热效率；
[0008] 展示所述加热炉的能效指标，所述能效指标包括所述第二指标。
[0009]优选的，所述第二指标还包括以下指标之一或其组合：过剩空气系数、排烟损失热 量、炉壁散热损失热量。
[0010] 优选的，所述第一指标还包括烟道气流量，所述能效指标包括所述第一指标以及 所述第二指标。
[0011] 优选的，通过信息表格展示所述加热炉的能效指标；所述信息表格的纵轴为所述 能效指标，横轴为所述加热炉，所述信息表格的方格内标有所述加热炉对应的所述能效指 标的数据。
[0012] 优选的，所述信息表格的每个方格的颜色展示色值通过以下公式计算：
[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能效指标的数据；H表75能效指标的最大阈值；L表75能效指标的最小 阈值。
[0018] 本申请还提供一种加热炉能效监测装置，包括：
[0019] 获取数据模块，其用于实时获取加热炉的第一指标的数据，所述第一指标包括烟 道气温度、烟道气氧含量；
[0020] 数据处理模块，其用于将所述第一指标的数据通过反平衡计算法计算得到第二指 标的数据，所述第二指标包括热效率；
[0021] 指标展示模块，其用于展示所述加热炉的能效指标，所述能效指标包括所述第二 指标。
[0022] 优选的，所述第二指标还包括以下指标之一或其组合：过剩空气系数、排烟损失热 量、炉壁散热损失热量。
[0023] 优选的，所述第一指标还包括烟道气流量，所述能效指标包括所述第一指标以及 所述第二指标。
[0024] 优选的，所述指标展示模块通过信息表格展示所述加热炉的能效指标；所述信息 表格的纵轴为所述能效指标，横轴为所述加热炉，所述信息表格的方格内标有所述加热炉 对应的所述能效指标的数据。
[0025] 优选的，所述信息表格的每个方格的颜色展示色值通过以下公式计算：
[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] 否则
[0032] (R，G，B)= (0,255*F，0);
[0033] 其中，V表75能效指标的数据；H表75能效指标的最大阈值；L表75能效指标的最小 阈值。上述本申请所提供的实时监测方法及装置，通过实时获取加热炉的第一指标的数据， 并将所述第一指标的数据通过处理获取第二指标的数据，进而获得加热炉的能效指标并将 其展示出来，所以通过本申请所提供的加热炉能效监测方法及装置可以实时监测加热炉的 能效指标状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。
[0035] 图1是本申请一种实施方式所提供的加热炉能效监测方法的流程图；
[0036] 图2是本申请一种实施方式所提供的加热炉能效监测装置的示意图。
【具体实施方式】
[0037] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保 护的范围。
[0038] 请参考图1，本申请的一种实施方式提供的加热炉能效监测方法，包括以下步骤：
[0039] S1、实时获取加热炉的第一指标的数据；所述第一指标包括烟道气温度、烟道气氧 含量。
[0040] 所述步骤S1中，实时获取第一指标的数据可以在所述加热炉安装相应的传感器 设备，通过连接所述传感器设备所提供的各种数据接口，进而可以直接实时获得待监测的 加热炉的第一指标的数据。此外，还可以通过建立实时数据库以进行实时获取数据，所述实 时数据库与各种监测加热炉的设备连接，所述各种监测加热炉的设备会实时将各种监测数 据发送至实时数据库，实时数据库将所述监测数据存储，所以实时获取所述第一指标的数 据也可以直接通过连接实时数据库的接口，进而获取所需的第一指标的数据。
[0041] 所述第一指标的数据为可以直接通过现场传感器等测量设备进行测量得出，其包 括烟道气温度、烟道气氧含量。所述烟道气温度为所述加热炉燃烧过程中加热炉烟道内气 体的温度，由于所述烟道气温度与加热炉的加热效果直接关联，如果烟道气温度过高，说 明加热炉燃烧燃料中通过烟道气损失的热量会很多，所以烟道气温度在一定程度上可以反 映加热炉内的加热状况。所述烟道气氧含量为所述加热炉燃烧过程中加热炉烟道内气体中 氧气的含量。所述烟道气氧含量可以有效反映出加热炉燃烧燃料时需求氧气的多少，进而 也可以通过烟道气氧含量的多少来反映加热炉燃烧燃料是否充分。
[0042] 进一步的，所述第一指标还可以包括烟道气流量，所述烟道气流量为所述加热炉 加热过程中加热炉烟道内排出气体的流量大小。
[0043] S2、将所述第一指标的数据通过反平衡计算法计算得到第二指标的数据；所述第 二指标包括热效率。
[0044] 所述第二指标为在获取第一指标的数据的基础上通过相关计算得到。进一步的， 所述第二指标还包括以下指标之一或其组合：过剩空气系数、排烟损失热量、炉壁散热损失 热量。所以，所述第二指标可以包括过剩空气系数、排烟损失热量、炉壁散热损失热量、热效 率。所述加热炉热效率为加热炉燃烧燃料所释放的热量中加热流体所吸收的热量在整个所 释放的热量中所占的比例。由于所述加热流体所吸收的热量难以测量，所以通过将加热炉 在燃烧燃料过程中的热损失计算出来，进而得知加热炉的热效率。所述加热炉在燃烧燃料 过程中的热损失主要有两种：排烟损失热量、炉壁散热损失热量。所述第二指标的数据可以 通过所述反平衡计算法计算得到。所述反平衡计算法公式为 ：
[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为烟道气氧含量，％ ;a为过剩空气系数；T为烟道气温度，°C;ql为排 烟损失热量，％ ;q2为炉壁散热损失热量，％ ;n为热效率，％。（单位未给出）
[0050] 所述排烟损失热量为加热炉燃烧燃料过程中通过所排出气体散失的热量，其与所 述烟道气温度、所述过剩空气系数有关。所述过剩空气系数是在获取所述烟道气氧含量的 基础上进行计算得到的，其计算公式为a= (21+0. 116*0)八21_0)，所述过剩空气系数表 示加热炉实际燃烧空气量与实际燃烧空气量的占有比例。过剩空气系数太小，燃料燃烧不 完全，浪费燃料，甚至会造成二次燃烧，但过剩空气系数太大，入炉空气太多，炉膛温度下 降，传热不好，烟道气量多，带走热量多，也浪费燃料。所以得知过剩空气系数的大小对于加 热炉能效的监测也是十分重要的。
[0051] 所述炉壁散热损失热量为加热炉燃烧燃料过程中通过加热炉的炉壁所散失的热 量，其与所述加热炉炉壁外的风速、温度等因素有关，而且风速的影响大于炉壁外温度的影 响。比如加热炉炉壁外的温度较低且风速较大时，可以将所述q2设为6,加热炉炉壁外的温 度较高且风速较低时，可以将所述q2设为3,其具体数值可以根据所选时刻的风速、温度通 过经验进行选取一定的数值。由于同一石油炼化厂的加热炉均处于同样的外界环境中，所 以在进行多个加热炉同时实时测量时，在同一时刻所述炉壁散热损失热量（q2)需设置为 相同数值。
[0052] S3、展示所述加热炉的能效指标，所述能效指标包括所述第二指标。
[0053] 通过步骤S2计算得出所述第二指标这一能效指标后，需要将所述加热炉的能效 指标展示出来。为便于直观显示所述指标信息，可以通过信息表格展示所述加热炉的能效 指标；所述信息表格的纵轴为所述能效指标，横轴为所述加热炉，所述信息表格的方格内标 有所述加热炉对应的所述能效指标的数据。所述信息表格如下表所示：
[0054]
【权利要求】
1. 一种加热炉能效监测方法，其特征在于，包括： 实时获取加热炉的第一指标的数据，所述第一指标包括烟道气温度、烟道气氧含量； 将所述第一指标的数据通过反平衡计算法计算得到第二指标的数据，所述第二指标包 括热效率； 展示所述加热炉的能效指标，所述能效指标包括所述第二指标。
2. 如权利要求1所述的加热炉能效监测方法，其特征在于：所述第二指标还包括以下 指标之一或其组合：过剩空气系数、排烟损失热量、炉壁散热损失热量。
3. 如权利要求2所述的加热炉能效监测方法，其特征在于：所述第一指标还包括烟道 气流量，所述能效指标包括所述第一指标以及所述第二指标。
4. 如权利要求1所述的加热炉能效监测方法，其特征在于：通过信息表格展示所述加 热炉的能效指标；所述信息表格的纵轴为所述能效指标，横轴为所述加热炉，所述信息表格 的方格内标有所述加热炉对应的所述能效指标的数据。
5. 如权利要求4所述的加热炉能效监测方法，其特征在于：所述信息表格的每个方格 的颜色展示色值通过以下公式计算： 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表能效指标的数据；H表75能效指标的最大阈值；L表75能效指标的最小阈 值。
6. -种加热炉能效监测装置，其特征在于，包括： 获取数据模块，其用于实时获取加热炉的第一指标的数据，所述第一指标包括烟道气 温度、烟道气氧含量； 数据处理模块，其用于将所述第一指标的数据通过反平衡计算法计算得到第二指标的 数据，所述第二指标包括热效率； 指标展示模块，其用于展示所述加热炉的能效指标，所述能效指标包括所述第二指标。
7. 如权利要求6所述的加热炉能效监测装置，其特征在于：所述第二指标还包括以下 指标之一或其组合：过剩空气系数、排烟损失热量、炉壁散热损失热量。
8. 如权利要求7所述的加热炉能效监测装置，其特征在于：所述第一指标还包括烟道 气流量，所述能效指标包括所述第一指标以及所述第二指标。
9. 如权利要求6所述的加热炉能效监测装置，其特征在于：所述指标展示模块通过信 息表格展示所述加热炉的能效指标；所述信息表格的纵轴为所述能效指标，横轴为所述加 热炉，所述信息表格的方格内标有所述加热炉对应的所述能效指标的数据。
10. 如权利要求9所述的加热炉能效监测装置，其特征在于：所述信息表格的每个方格 的颜色展示色值通过以下公式计算： 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) 否则 (R，G，B) = (0,255*F，0); 其中，V表能效指标的数据；H表75能效指标的最大阈值；L表75能效指标的最小阈 值。
【文档编号】G01D21/02GK104236631SQ201410502999
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】陆育峰, 郭以东, 杨勇, 王亦然, 曾丽花, 祁滢, 刘博 , 刘富余 申请人:中国石油天然气股份有限公司