RU2081893C1 - Method for controlling process of high-temperature heating of heavy oil residues in tube furnace - Google Patents
Method for controlling process of high-temperature heating of heavy oil residues in tube furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081893C1 RU2081893C1 RU95113392A RU95113392A RU2081893C1 RU 2081893 C1 RU2081893 C1 RU 2081893C1 RU 95113392 A RU95113392 A RU 95113392A RU 95113392 A RU95113392 A RU 95113392A RU 2081893 C1 RU2081893 C1 RU 2081893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction mixture
- temperature
- pipeline
- heat
- heavy oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологическим процессам в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, нефтегазовой, химической и в других отраслях промышленности с использованием трубчатых печей. The invention relates to processes in the refining, petrochemical, oil and gas, chemical and other industries using tube furnaces.
Известен способ контроля процесса в трубчатой печи и корректирования режима ее работы, основанный на измерении температуры или состава готового продукта на выходе из печи, по которым судят о характеристиках протекающего процесса и вводят соответствующую корректировку режима работы печи путем воздействия на подвод топлива в печь [1]
Известен также способ управления процессом в аналогичном объекте, включающий стабилизацию температуры пиролиза на входе в радиационную зону печи изменением количества подаваемого в конец конвекционной зоны сырья [2]
Известен также способ управления тепловым режимом трубчатой пиролизной печи, содержащей пиролизмеевик, горелки, трубопроводы для подачи топлива в них, общий трубопровод, причем трубопроводы для подачи топлива к горелкам, размещенным на начальном участке пиролизмеевика, и общий трубопровод снабжены регулируемыми клапанами, включающий измерение температуры и воздействие на общий расход топлива, воздействие на подачу топлива к горелкам на начальном уровне пиролизмеевика таким образом, что при снижении давления в общем трубопроводе уменьшают подачу топлива последовательно, начиная с нижней горелки, а при повышении давления в обратной последовательности [3]
Известен способ управления тепловым режимом процесса высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатой печи, включающий измерение температуры реакционной смеси на выходе из печи и в точке, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразования, и воздействие на расход топлива по величине разности измеренных температур при постоянстве соотношения расходов сырья и турбулятора [4]
Известный способ не позволяет проводить непосредственное определение совокупности характеристик процесса в трубчатой печи, а предусматривает лишь измерение температуры реакционной смеси на контролируемых участках трубопровода и по их соотношению как по одной из характеристик процесса (известный способ предусматривает определение разности температур, измеренных на выходе из печи и в точке регулирования, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразования), определить момент начала коксообразования.A known method of controlling the process in a tubular furnace and adjusting its operation mode, based on measuring the temperature or composition of the finished product at the outlet of the furnace, which is used to judge the characteristics of the process and introduce the appropriate adjustment of the furnace operation mode by affecting the fuel supply to the furnace [1]
There is also a method of controlling a process in a similar object, including stabilization of the pyrolysis temperature at the entrance to the radiation zone of the furnace by changing the amount of raw materials supplied to the end of the convection zone [2]
There is also known a method of controlling the thermal regime of a tubular pyrolysis furnace containing a pyrolysis coil, burners, pipelines for supplying fuel to them, a common pipeline, and pipelines for supplying fuel to the burners located in the initial section of the pyrolysis coil, and the common pipeline is equipped with adjustable valves, including temperature measurement and the effect on the total fuel consumption, the effect on the fuel supply to the burners at the initial level of the pyrolysis coil in such a way that, when the pressure in the common pipeline decreases, reduce the fuel supply sequentially, starting from the lower burner, and with increasing pressure in the reverse sequence [3]
A known method of controlling the thermal regime of the process of high-temperature heating of heavy oil residues in a tubular furnace, comprising measuring the temperature of the reaction mixture at the outlet of the furnace and at the point preceding the zone of intense carboid formation, and affecting fuel consumption by the magnitude of the difference in measured temperatures with a constant ratio of raw materials and turbulator [4]
The known method does not allow direct determination of the totality of the process characteristics in a tubular furnace, but only measures the temperature of the reaction mixture in the controlled sections of the pipeline and their ratio as one of the characteristics of the process (the known method involves determining the temperature difference measured at the outlet of the furnace and the control point preceding the zone of intense carboid formation), determine the moment of the onset of coke formation.
Однако температура является лишь следствием внешних тепловых воздействий и теплофизических характеристик реакционной смеси, а изменение разности температур может быть достигнуто в результате изменения интенсивности тепловых воздействий от нагревательных элементов печи или омывающих трубопровод продуктов работы горелок на отдельные участки трубопровода. Кроме этого, невозможно точно определить, как будет развиваться зона карбоидообразования в тех или иных конкретных условиях работы печи. Можно ориентировачно выделить лишь предполагаемую зону возможного интенсивного коксообразования, до начала которой и проводится измерение в точке регулирования. В этом случае на чехле термопары, установленной в точке регулирования, также возможно отложение кокса, что снижает точность известного способа. However, the temperature is only a consequence of external thermal influences and the thermophysical characteristics of the reaction mixture, and a change in the temperature difference can be achieved as a result of a change in the intensity of thermal effects from the heating elements of the furnace or the products of the burner washing the pipeline to separate sections of the pipeline. In addition, it is impossible to determine exactly how the carboid formation zone will develop in certain specific operating conditions of the furnace. It is possible to tentatively distinguish only the proposed zone of possible intense coke formation, before which measurement at the control point is carried out. In this case, coke deposition is also possible on the thermocouple cover installed at the control point, which reduces the accuracy of the known method.
Поэтому известный способ делает возможным лишь ориентировочно оценить начало процесса интенсивного коксообразования, не позволяет в ходе пиролиза определить распределение интенсивности отложения кокса по участкам трубопровода, выявить участки с возможным локальным перегревом стенок. Следовательно, известный способ не включает возможность аварийного прогара закоксованных труб, недостаточно эффективно позволяет повысить время межремонтного пробега печи. Therefore, the known method makes it possible only to roughly estimate the beginning of the process of intense coke formation, does not allow determining the distribution of coke deposition intensity over sections of the pipeline during pyrolysis, and identifying areas with possible local overheating of the walls. Therefore, the known method does not include the possibility of emergency burnout of coked tubes, does not sufficiently effectively increase the overhaul time of the furnace.
Изобретение позволяет устранить недостатки ближайшего аналога [4] благодаря тому, что в способе управления процессом высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатой печи, включающем измерение температуры реакционной смеси в точке, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразования, и воздействие на расход топлива при постоянстве соотношения расходов сырья и турбулятора, определяют коэффициент теплопередачи от реакционной смеси к внутренней поверхности трубопровода в точке, предшествующей зоне интенсивного карбоидообразования, и соответствующую ему температуру реакционной смеси, а на расход топлива воздействуют исходя из условия обеспечения неравенств
где K(T,τ), K
Tp(τ), T
τ время.The invention allows to eliminate the disadvantages of the closest analogue [4] due to the fact that in the method of controlling the process of high-temperature heating of heavy oil residues in a tubular furnace, which includes measuring the temperature of the reaction mixture at a point preceding the zone of intense carboid formation, and the effect on fuel consumption with a constant ratio of raw materials and turbulator, determine the heat transfer coefficient from the reaction mixture to the inner surface of the pipeline at a point preceding the zone of intense boidoobrazovaniya, and the corresponding temperature of the reaction mixture, and the influence on the fuel consumption based on the condition of inequalities provide
where K (T, τ), K
T p (τ), T
τ time.
На фиг.1 представлена система управления процессом высокотемпературного нагрева нефтяных остатков в трубчатой печи, реализующая предложенный способ; на фиг.2 размещение устройства для определения коэффициента теплопередачи от реакционной смеси к внутренней поверхности трубопровода и температуры реакционной смеси на трубопроводе змеевика. Figure 1 presents a control system for the process of high-temperature heating of oil residues in a tubular furnace that implements the proposed method; figure 2 placement of a device for determining the coefficient of heat transfer from the reaction mixture to the inner surface of the pipeline and the temperature of the reaction mixture in the pipeline coil.
На фиг.1 представлена система управления процессом высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатой печи, содержащая трубчатый змеевик 1, трубопроводы для подачи сырья 2, турбулятора 3 и топлива 4 к горелкам, регуляторы расхода сырья 5 и турбулятора 6, устройство 7 для определения коэффициента теплопередачи от реакционной смеси 8 к внутренней поверхности и блок 9 вычисления величины коррекции расхода топлива. Figure 1 presents a control system for the process of high-temperature heating of heavy oil residues in a tubular furnace, containing a
На фиг.2 представлено размещение устройства для определения коэффициента теплопередачи от реакционной смеси к внутренней поверхности трубопровода и температуры реакционной смеси, содержащего теплоподводящие элементы 10 и 11, термодатчики 12, на фиг.2 показано также направление тепловых потоков q1 и q2, температуры на поверхности теплоподводящих элементов T1н, T1вн, T2н и T2вн.Figure 2 shows the placement of the device for determining the coefficient of heat transfer from the reaction mixture to the inner surface of the pipeline and the temperature of the reaction mixture containing heat-supplying
Тепловой поток от горелок (на фиг.1 не показаны) передается наружной поверхности трубопровода 1, далее путем теплопроводности распределяется по теплопроводящим элементам 10 и 11, а затем передается реакционной смеси 8 либо непосредственно, либо через слой отложений на внутренней поверхности трубопровода 1. The heat flux from the burners (not shown in FIG. 1) is transferred to the outer surface of the
В случае, например, когда между внутренней поверхностью трубопровода 1 и реакционной смесью 8 теплообмен определяется конвективной и кондуктивной (через слой отложений коксообразований в трубопроводе) составляющими и неизвестными являются температура Tp(τ) и коэффициент теплопроводности K(T,τ) от реакционной смеси 8 к внутренней поверхности трубопровода 1, а между наружной поверхностью последнего и нагретой горелками атмосферной печи существует конвективный теплообмен, можно ограничиться двумя теплопроводящими элементами.In the case, for example, when heat exchange between the inner surface of
Поскольку коэффициенты теплопроводости теплопроводящих элементов 10 и 11 различны, тепловые потоки q1(τ) и q2(τ) отводимые по ним, будут также различными (в примере реализации теплопроводящие элементы изготовлены из ниобия, термодатчики XA термопары) и также различны в местах установки теплопроводящих элементов 10 и 11 температуры T1 вн(τ), T2 вн(τ) внутренней поверхности трубопровода 1.Since the thermal conductivity coefficients of the heat-conducting
Решая совместно уравнения
где Tp(τ) температура реакционной смеси,
F площадь поперечного сечения теплопроводящих элементов,
τ время,
находят коэффициент теплопроводности от реакционной смеси 8 к внутренней поверхности трубопровода 1, характеризующий толщину слоя коксообразования на стенке трубопровода 1:
и температуру реакционной смеси 8
Значения тепловых потоков q1(τ) и q2(τ) находят, решая обратную задачу теплопроводности в следующей постановке:
где ρi, Ci(Ti), λi(Ti) плотность, теплоемкость и коэффициент теплопроводящего элемента;
Ti температура;
τ время;
x координата точки в теплопроводящем элементе;
xj координата точки измерения температуры в теплопроводящем элементе;
i=1,2 номер теплопроводящего элемента;
j=1,2 количество точек измерения температуры.Solving equations together
where T p (τ) is the temperature of the reaction mixture,
F the cross-sectional area of the heat-conducting elements,
τ time
find the coefficient of thermal conductivity from the
and the temperature of the
The values of heat fluxes q 1 (τ) and q 2 (τ) are found by solving the inverse heat conduction problem in the following formulation:
where ρ i , C i (T i ), λ i (T i ) density, heat capacity and coefficient of the heat-conducting element;
T i temperature;
τ time;
x coordinate of the point in the heat-conducting element;
x j coordinate of the temperature measuring point in the heat-conducting element;
i = 1.2 is the number of the heat-conducting element;
j = 1.2 the number of temperature measurement points.
Значения температур T1,вн и T2,вн находят путем непосредственного измерения.The temperatures T 1, vn and T 2, vn are found by direct measurement.
Источники информации
1. Авт.св. СССР N 181624, кл. C 10G 9/20, 1966.Sources of information
1. Auto USSR N 181624, class C 10G 9/20, 1966.
2. Авт.св. СССР N 292366, кл. B 01C 3/00, 1968. 2. Auto USSR N 292366, class B 01C 3/00, 1968.
3. Авт.св. СССР N 446536, кл. C 10G 9/20, 1972. 3. Auto USSR N 446536, class C 10G 9/20, 1972.
4. Авт.св. СССР N 430650, кл. C 10G 9/20, 1973. 4. Auto USSR N 430650, class C 10G 9/20, 1973.
Claims (1)
K
T
где K(T,τ), K
Tp(τ), T
τ время.A method of controlling the process of high-temperature heating of heavy oil residues in a tubular furnace, including measuring the temperature of the reaction mixture at a point preceding the zone of intense carbide formation, and affecting fuel consumption with a constant ratio of raw materials and turbulator consumption, characterized in that they determine the heat transfer coefficient from the reaction mixture to internal the surface of the pipeline at the point preceding the zone of intense carbide formation, and the corresponding reaction temperature B, and the impact on fuel consumption on the basis of conditions to ensure the inequalities
K
T
where K (T, τ), K
T p (τ), T
τ time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95113392A RU2081893C1 (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Method for controlling process of high-temperature heating of heavy oil residues in tube furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95113392A RU2081893C1 (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Method for controlling process of high-temperature heating of heavy oil residues in tube furnace |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2081893C1 true RU2081893C1 (en) | 1997-06-20 |
RU95113392A RU95113392A (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20170732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95113392A RU2081893C1 (en) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | Method for controlling process of high-temperature heating of heavy oil residues in tube furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081893C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108151548A (en) * | 2017-12-17 | 2018-06-12 | 北京世纪隆博科技有限责任公司 | Alternate acknowledge pool and running water method between a kind of heating furnace variable |
CN109632877A (en) * | 2019-01-11 | 2019-04-16 | 重庆科技学院 | A measuring device and measuring method for heat transfer coefficient of pipe surface |
-
1995
- 1995-07-27 RU RU95113392A patent/RU2081893C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 430650, кл. С 10 G 9/20, 1973. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108151548A (en) * | 2017-12-17 | 2018-06-12 | 北京世纪隆博科技有限责任公司 | Alternate acknowledge pool and running water method between a kind of heating furnace variable |
CN108151548B (en) * | 2017-12-17 | 2019-06-18 | 北京世纪隆博科技有限责任公司 | Alternate acknowledge pool and running water method between a kind of heating furnace variable |
CN109632877A (en) * | 2019-01-11 | 2019-04-16 | 重庆科技学院 | A measuring device and measuring method for heat transfer coefficient of pipe surface |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101578132B (en) | Method for controlling a reforming reaction by measurement of the temperature of the reforming tubes and functional parameter modification | |
RU2081893C1 (en) | Method for controlling process of high-temperature heating of heavy oil residues in tube furnace | |
US4394121A (en) | Method of controlling continuous reheating furnace | |
CN101498578A (en) | On-line detection method for tube coking thickness of delay coking heating stove | |
US4209490A (en) | Reactor coking simulator | |
AU2003253211B2 (en) | Processes for redistributing heat flux on process tubes within process heaters, and process heaters including the same | |
JP4272343B2 (en) | Ambient temperature detection method and combustion control method in an industrial furnace | |
US5110287A (en) | Infra-red burner system for furnaces | |
JPH05255668A (en) | Method for controlling temperature of each furnace of coke oven | |
JPH0960867A (en) | Abnormal burner detection method | |
US20170003178A1 (en) | Method and apparatus for determining the skin temperatures of heat-exchange tubes in a fired tubular gas heater | |
KR100689153B1 (en) | Method for predicting slab temperature in a furnace. | |
GB2154720A (en) | Monitoring ash build-up in steam generators | |
RU2093800C1 (en) | Method of measurement of temperature of large metal articles | |
KR20040056864A (en) | Decision method of the position and the quantity of the temperature sensor and of the heating zone in a reheating furnace | |
SU420650A1 (en) | METHOD FOR AUTOMATIC CONTROL OF PROCESS-HIGH-TEMPERATURE HEATING OF HEAVY OIL REMAINS IN TUBULAR FURNACES | |
US4147569A (en) | Method of heating of at least two elongated tubular metallic objects | |
Frolov et al. | Failure parameters of heat-shielding materials in the nonstationary heating regime | |
SU1208423A1 (en) | Arrangement for checking deposit of salt from heated medium on flue tubes | |
Stehlík et al. | Contribution to the research and development of radiation chambers in steam reforming | |
Zhukov et al. | Innovative Technologies for Continuous Thermal Control of TPPs Boilers | |
Genna et al. | Heat Transfer in a Gas-Fired Furnace | |
SU1303813A1 (en) | Method of determining thickness of coating | |
KR100293285B1 (en) | How to measure the surface temperature of the sleeve using the skid button | |
RU2069643C1 (en) | Method of controlling heat regime of glass making in tank furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130728 |