燃气加热炉燃烧控制方法及运用分析

王刚 万斌 王喆 胡海峰

摘 要：在社会经济与科技不断发展的时代中，石油系统在诸多方面实现有效完善的目标。燃气加热炉是石油系统的重要构成成分，其多数被安设在井口、联合站、转接站等位置，功能是提升被输送介质温度，进而促使石油系统获得所需的温度去完成产品生产，有效落实各种作业。故此，对燃烧方法有效控制，是提升燃气加热炉运行效率的有效办法，本文对其进行相关探究，并提出几点优化措施。

关键词：石油系统；燃气；加热炉；控制方法；措施探讨

新时期下，社会经济的发展与运行，对石油资源表现出强烈依赖性，石油为一种不可再生资源，只有在燃气加热炉的燃烧控制方法满足相关标准以及经济化运行需求，才能确保石油系统的正常运作，促使石油产品加工、生产、传送等各个环节实现预设目标，并助力于社会建设进程。尽管当下我国在燃气加热炉燃烧控制方法的研究上已经有所成就，但是该项工作应持续进行，以连续提升燃气加热炉作业水平。

1燃烧机理分析

高炉、焦炉混合煤气是燃气加热炉的主要燃料，其可以被细化为数个控制区，每一控制区染病时该过程实质上就是燃气的氧化过程[1]。燃气在燃烧过程中，燃料的数量并不是火焰温度高低的决定因素，而影响火焰温度的因素是燃料燃烧程度以及热效率的高低。图1呈现出助燃空气过剩率与燃烧效率及污染的关系。

在对上图进行分析过程中，发现燃料系统的质量与空气过剩率之间存在一定关系。与此同时，空气与燃气的配合比可以表示空气过剩率，即采用空燃比去阐述。在空燃比是1时，为理论上达到合理空燃比所需的空气量。但是在实际作业中，当空燃比在1～1.02之间取值时，说明燃料尚未完全燃烧，热损比加大的同时，也会产生大量黑烟，浪费燃气能源，也对空气环境也造成一定污染。但是在空燃比>1.10的情景下，就会产生空气过剩现象，导致加热炉钢坯表层氧化铁厚度增加，很多热量被烟气带走，系统热效率相应降低，不利于环境保护。故此，石油系统在实际运行中空气过剩率在1.02～1.10区间内取值，将是最佳的燃烧方案。

2燃烧控制策略——双交叉限幅控制

为提升燃气加热炉生产效率，获得更大的经济效益，在燃料控制方面上，需从数个角度出发，若仅采用一项或两项措施，很难有效的处理燃料部完全燃烧的问题。

对燃料控制的宗旨在于提升能源利用率，同时实现降低能源消耗量，并对燃气加热炉的有序、有效运行起到维护与巩固等作用，进而为石油系统的有效运转，提供更多优势条件与直接性保障。为实现以上目标，本文提出了对燃气加热炉有效控制的方法，即双交叉限幅控制。实践证明，该方法在很多方面的应用，具有很强的可行性，其能够为各项为燃气控制目标的实现提供充分的支撑。

2.1在燃气加热炉运行期间负荷发生变化以后，最常用的方法是双交叉限幅，主要是对石油系统燃气、空气流动速度以及流量等参数的有效控制。上述操作过程的运行，最大的优越性是能够使系统运行期间获得最佳的空燃比，但是该项操作也有一定弊端，即会使系统动作反应的灵敏度大幅度降低，以致燃气加热炉的运作效率相应降低。整体分析后，发现上述方法的应用，并不能获得最佳的经济效益，故此在维护自身基本理念的基础上，需适度进行一些改良[2]。

2.2从某种意义上分析，双交叉限幅控制的理念，在提升燃气加热炉的燃烧控制效率方面有所助益，但是在实际操作中需对一些流程进行改进。本文笔者总结长期的实践经验，认为在运用双交叉限幅控制方法过程中，结合生产现状，可以考虑纳入加热炉温度的实际理想情况下，控制以上两项指标，可以更加完美的规划偏置函数，依照相关指标的实际变化情况，能够更加科学的设定偏置量的具体数值。

此外，在现行科技、设备设施的支撑下，可以直接在燃气加热炉内，规划变偏置——双交叉限幅控制系统，在系统相关参数明确的情况下，能够助力于系统内燃料有效燃烧率的提升进程，减少系统中能量的损耗量。

2.3在偏置函数规划专业结束后，进而深度分析与测算各种是不可缺乏的环节。具体是依照燃气及热炉自身特征，以及燃料控制方法实施的目标，采用试验方式，去设定偏置函数的数值，最终选用一组能彰显系统性能的最佳函数值，进而构建“温度——偏置函数取值表”，以实现精确取值的目标。

3双交叉限幅燃烧控制的效益分析

在燃气加热炉运转过程中，燃料控制相关方法的应用，一定要以影响燃料利用率的角度出发，以实现真正控制目标，获得最佳的控制效果。

双交叉限幅燃烧控制方法，主要是对副闭环回路的空气流量大小、运行速率的管控，多数是采用设定具体数值的方式去實现。从很大层面上分析，上述双向控制方法的应用，能够显著提升加热炉中燃料燃烧效率与质量，进而确保燃料燃烧的充分性，此时石油系统也处于高效运转的状态中。双交叉限幅燃烧控制方法在应用期间，会和高值选择器、低值选择器构成联动效应，采用上述两个构件间的制约性，规避系统负荷急剧变化的问题，并有效解除了燃料过剩以及空气过剩等现实问题，真正实现了过氧燃烧、缺氧燃烧以及有效控制等目标[3]。

双交叉限幅燃烧控制方法投入使用后，能够对燃料流量、空气流量两大指标的有效控制，以促使其比值处于合理区间中，实现交替上升的目标。此时，空燃比也会处于合理区间中，能源浪费率相应降低。由此可见，双交叉限幅燃烧控制方法在石油系统中的应用，能够延长燃气加热炉的使用寿命，不断提升其运转的安稳性与高效性。

结束语

文章对燃气加热炉的燃烧控制方法进行探究，从当下的实践效果进行进行分析，双交叉限幅控制方法的应用，是和燃气加热炉运行需求相一致的。该控制方法在应用过程中，还有操作过程简单，提升燃气加热炉快速做出响应等优势，助力于石油系统更新换代进程。在后续实践中，应不断完善燃烧控制方法，结合加热炉运行实况以及发展需求，编制出多样化控制方案，追求并获得更大经济效益与社会效益。

参考文献

[1]李福刚.燃气加热炉燃烧控制方法的分析与讨论[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（23）：80-81.

[2]邵卫卫，熊燕，胡玉婷，等.降低氮氧化物排放的燃烧器、燃气锅炉及控制方法：，CN104165361A[P].2014，18（23）：231-1204.

[3]姜春东.蓄热式燃气加热锻造炉控制系统研究[D].济南大学，2015，32（2）：37-38.

（作者单位：抚顺石化分公司洗涤剂化工厂）