管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究.pdfVIP

工业炉 P石油化工设备技术，2009，30(2)·9· etro—ChemicalEquipmentTechnology 管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究 程 强 ，周怀春 ，张向宇 ，黄学孔 ，邵 松 ，王 伟。，马晓阳 (1．华 中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北 武汉 430074； 2．洛阳瑞 昌石油化工设备有限公司，河南 洛阳 471003) 摘 要 ：文章利用CCD火焰 图像探测器和相应的计算机 图像采集处理 系统，在洛阳瑞 昌石油化工设备 有限公司的管式加热试验炉进行 了炉 内炉管表面温度检测及燃烧火焰三维温度场可视化检测试验研究。试 验采用 的燃烧三 维温度 场可视 化监测 系统可提供 看火 电视 、录像 、火焰 图像 存储 、燃烧 火焰三 维温度 场及炉 管表面温度可视化显示、燃烧器火焰形状识别、现场数据采集、显示及数据库查询等功能。通过燃烧器试验 证明，该系统能准确直观地在线检测燃烧器不同燃料组分、不同空燃比、不 同加热能力等工况下 ，炉 内温度分 布及炉管表面温度分布的变化情况。通过三维温度分布综合分析诊断，可 以提供燃烧器燃料量和风量优化 调整、灭火预警等指导信 息 ，为管式工业炉安全和经济运行提供新型的现代化的监控手段 。 关键词 ：管式加热炉；三维温度场检测；炉管表面测温；在线检测 ；优化调整 中图分类号 ：TE963 文献标识码 ：B 文章编号 ：1006—8805(2009)02—0009—07 管式加热炉担负着为炼油和石油化工加工过 分析，从而在详尽测试的基础上 ，建立燃烧器优化 程提供能量的任务 ，具有举足轻重 的地位 。管式 设计数模 ，同时更重要的是为可视化系统在炼油 加热炉对燃料燃烧 的基本要求在于建立和保持稳 和石化管式加热炉上的实 际应用做试验性研究 ， 定的燃烧工况。燃烧工况如果组织不合理 ，将造 我们在此试验炉上安装了一套燃烧三维温度场可 成火焰中心偏斜、火焰扑舔炉管 、燃烧工况不稳定 视化监测系统 。 等，而这些现象是导致管式加热炉炉管局部超温、 炉内燃烧三维温度场可视化监测技术是华中 炉管内物料结焦、炉管减薄爆破 、物料泄漏炉膛爆 科技大学煤燃烧国家重点实验室博导周怀春教授 炸、炉膛熄火等运行事故 的重要原因。管式加热 多年致力于交叉学科的探索和实践 的重要成果 。 炉燃烧工况的组织和监控 ，对整套装置运行的可 该项技术可同时给出炉 内1000个以上离散单元 靠性、安全性和经济性有较大的影 响。在全过程 的三维温度场分布数据及其实 时显示 ，三维温度 工况下监视管式加热炉炉 内三维温度场分布及炉 场刷新周期小于 5S，相对误差在 5 以内，同时 管壁表面温度分布 ，是管式加热炉安全与高效运 可通过可视化系统检测 到 的辐射能信 号参与 行所需要 的最为重要的信息之一。 DCS系统 ，对燃烧进行优化协调控制 【1’引。目前 ， 洛阳瑞昌石油化工设备有限公司建造了一台 三维温度场可视化检测系统已在武汉钢电股份公 热态试验炉 ，并配备 了相关的测试和数据处理仪 司、湖北长源第一发电公司 、广东沙角 A 电厂、中 器。试验炉的燃料气是 由洛 阳市政提供的管网煤 国电力姚孟发电公司、平煤集团坑 口电厂、攀枝花 气和掺烧用 的丙烷 ，试验炉旁设有专门的配气和 钢铁有限责任公司发 电厂、平顶 山瑞平煤电有 限 汽化设备 ，可调兑燃料气热值和 比重 ，以求最接近 公司、湛江电厂、宝山钢铁有限公司等十几家单位 实际使用的