燃氣加熱爐燃燒控制方法及運用分析

王剛 萬斌 王喆 胡海峰

摘 要：在社會經濟與科技不斷發展的時代中，石油系統在諸多方面實現有效完善的目標。燃氣加熱爐是石油系統的重要構成成分，其多數被安設在井口、聯合站、轉接站等位置，功能是提升被輸送介質溫度，進而促使石油系統獲得所需的溫度去完成產品生產，有效落實各種作業。故此，對燃燒方法有效控制，是提升燃氣加熱爐運行效率的有效辦法，本文對其進行相關探究，并提出幾點優化措施。

關鍵詞：石油系統；燃氣；加熱爐；控制方法；措施探討

新時期下，社會經濟的發展與運行，對石油資源表現出強烈依賴性，石油為一種不可再生資源，只有在燃氣加熱爐的燃燒控制方法滿足相關標準以及經濟化運行需求，才能確保石油系統的正常運作，促使石油產品加工、生產、傳送等各個環節實現預設目標，并助力于社會建設進程。盡管當下我國在燃氣加熱爐燃燒控制方法的研究上已經有所成就，但是該項工作應持續進行，以連續提升燃氣加熱爐作業水平。

1燃燒機理分析

高爐、焦爐混合煤氣是燃氣加熱爐的主要燃料，其可以被細化為數個控制區，每一控制區染病時該過程實質上就是燃氣的氧化過程[1]。燃氣在燃燒過程中，燃料的數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呈現出助燃空氣過剩率與燃燒效率及污染的關系。

在對上圖進行分析過程中，發現燃料系統的質量與空氣過剩率之間存在一定關系。與此同時，空氣與燃氣的配合比可以表示空氣過剩率，即采用空燃比去闡述。在空燃比是1時，為理論上達到合理空燃比所需的空氣量。但是在實際作業中，當空燃比在1～1.02之間取值時，說明燃料尚未完全燃燒，熱損比加大的同時，也會產生大量黑煙，浪費燃氣能源，也對空氣環境也造成一定污染。但是在空燃比>1.10的情景下，就會產生空氣過剩現象，導致加熱爐鋼坯表層氧化鐵厚度增加，很多熱量被煙氣帶走，系統熱效率相應降低，不利于環境保護。故此，石油系統在實際運行中空氣過剩率在1.02～1.10區間內取值，將是最佳的燃燒方案。

2燃燒控制策略——雙交叉限幅控制

為提升燃氣加熱爐生產效率，獲得更大的經濟效益，在燃料控制方面上，需從數個角度出發，若僅采用一項或兩項措施，很難有效的處理燃料部完全燃燒的問題。

對燃料控制的宗旨在于提升能源利用率，同時實現降低能源消耗量，并對燃氣加熱爐的有序、有效運行起到維護與鞏固等作用，進而為石油系統的有效運轉，提供更多優勢條件與直接性保障。為實現以上目標，本文提出了對燃氣加熱爐有效控制的方法，即雙交叉限幅控制。實踐證明，該方法在很多方面的應用，具有很強的可行性，其能夠為各項為燃氣控制目標的實現提供充分的支撐。

2.1在燃氣加熱爐運行期間負荷發生變化以后，最常用的方法是雙交叉限幅，主要是對石油系統燃氣、空氣流動速度以及流量等參數的有效控制。上述操作過程的運行，最大的優越性是能夠使系統運行期間獲得最佳的空燃比，但是該項操作也有一定弊端，即會使系統動作反應的靈敏度大幅度降低，以致燃氣加熱爐的運作效率相應降低。整體分析后，發現上述方法的應用，并不能獲得最佳的經濟效益，故此在維護自身基本理念的基礎上，需適度進行一些改良[2]。

2.2從某種意義上分析，雙交叉限幅控制的理念，在提升燃氣加熱爐的燃燒控制效率方面有所助益，但是在實際操作中需對一些流程進行改進。本文筆者總結長期的實踐經驗，認為在運用雙交叉限幅控制方法過程中，結合生產現狀，可以考慮納入加熱爐溫度的實際理想情況下，控制以上兩項指標，可以更加完美的規劃偏置函數，依照相關指標的實際變化情況，能夠更加科學的設定偏置量的具體數值。

此外，在現行科技、設備設施的支撐下，可以直接在燃氣加熱爐內，規劃變偏置——雙交叉限幅控制系統，在系統相關參數明確的情況下，能夠助力于系統內燃料有效燃燒率的提升進程，減少系統中能量的損耗量。

2.3在偏置函數規劃專業結束后，進而深度分析與測算各種是不可缺乏的環節。具體是依照燃氣及熱爐自身特征，以及燃料控制方法實施的目標，采用試驗方式，去設定偏置函數的數值，最終選用一組能彰顯系統性能的最佳函數值，進而構建“溫度——偏置函數取值表”，以實現精確取值的目標。

3雙交叉限幅燃燒控制的效益分析

在燃氣加熱爐運轉過程中，燃料控制相關方法的應用，一定要以影響燃料利用率的角度出發，以實現真正控制目標，獲得最佳的控制效果。

雙交叉限幅燃燒控制方法，主要是對副閉環回路的空氣流量大小、運行速率的管控，多數是采用設定具體數值的方式去實現。從很大層面上分析，上述雙向控制方法的應用，能夠顯著提升加熱爐中燃料燃燒效率與質量，進而確保燃料燃燒的充分性，此時石油系統也處于高效運轉的狀態中。雙交叉限幅燃燒控制方法在應用期間，會和高值選擇器、低值選擇器構成聯動效應，采用上述兩個構件間的制約性，規避系統負荷急劇變化的問題，并有效解除了燃料過剩以及空氣過剩等現實問題，真正實現了過氧燃燒、缺氧燃燒以及有效控制等目標[3]。

雙交叉限幅燃燒控制方法投入使用后，能夠對燃料流量、空氣流量兩大指標的有效控制，以促使其比值處于合理區間中，實現交替上升的目標。此時，空燃比也會處于合理區間中，能源浪費率相應降低。由此可見，雙交叉限幅燃燒控制方法在石油系統中的應用，能夠延長燃氣加熱爐的使用壽命，不斷提升其運轉的安穩性與高效性。

結束語

文章對燃氣加熱爐的燃燒控制方法進行探究，從當下的實踐效果進行進行分析，雙交叉限幅控制方法的應用，是和燃氣加熱爐運行需求相一致的。該控制方法在應用過程中，還有操作過程簡單，提升燃氣加熱爐快速做出響應等優勢，助力于石油系統更新換代進程。在后續實踐中，應不斷完善燃燒控制方法，結合加熱爐運行實況以及發展需求，編制出多樣化控制方案，追求并獲得更大經濟效益與社會效益。

參考文獻

[1]李福剛.燃氣加熱爐燃燒控制方法的分析與討論[J].中國石油和化工標準與質量，2016，36（23）：80-81.

[2]邵衛衛，熊燕，胡玉婷，等.降低氮氧化物排放的燃燒器、燃氣鍋爐及控制方法：，CN104165361A[P].2014，18（23）：231-1204.

[3]姜春東.蓄熱式燃氣加熱鍛造爐控制系統研究[D].濟南大學，2015，32（2）：37-38.

（作者單位：撫順石化分公司洗滌劑化工廠）