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管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响
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作者 王文奇 高宇乐 郭晔媛 《石油化工设备技术》 CAS 2024年第3期60-66,I0004,共8页
文章主要研究管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响,为此基于管式加热炉,分别在1号炉测试圆形燃烧器,在3号炉测试附墙燃烧器。利用fluent中的FGM燃烧模型耦合GRI-Mech 3.0详细反应机理,结合热态实测烟气温度对其燃烧进行数值计... 文章主要研究管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响,为此基于管式加热炉,分别在1号炉测试圆形燃烧器,在3号炉测试附墙燃烧器。利用fluent中的FGM燃烧模型耦合GRI-Mech 3.0详细反应机理,结合热态实测烟气温度对其燃烧进行数值计算,研究分析管式加热炉甲烷掺氢比对燃烧及NO_(x)排放的影响。甲烷掺氢比控制在0%~60%(体积百分数)。研究结果显示:1)随着掺氢比的提升,1号炉NO_(x)排放量(标准状态,下同)由75 mg/m^(3)上升至100 mg/m^(3),3号炉NO_(x)排放量由63 mg/m^(3)下降至50 mg/m^(3);2)随着掺氢比的提升,温度高于1500℃时,1号炉热斑主要分布在燃烧器喷口之内且面积不断增大,3号炉热斑主要分布在燃烧器喷口之外且面积不断减小;3)在节能减排方面,相对于20%的掺氢比,掺氢比为60%时,1号炉换热效率提升了4.53%,3号炉换热效率提升了0.52%,烟气中二氧化碳减排26%;4)上述结果表明,掺氢提升NO_(x)排放,但炉内烟气内循环却减少NO_(x)排放,燃烧器最终的NO_(x)排放结果受到掺氢和烟气内循环综合效果的影响。 展开更多
关键词 管式加热炉 甲烷掺氢比 热斑 燃烧试验测量 试验验证 数值模拟
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管式加热炉空气分级燃烧器的CFD研究 被引量:9
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作者 刘波 王书磊 +3 位作者 王元华 赵华璋 关俊岭 王向宏 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1040-1046,共7页
以某炼油厂管式加热炉空气分级燃烧器为研究对象,应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,研究了二次风分级比R(二次空气与总空气体积之比)为0.5、0.6、0.7、0.8和0.85的5种不同工况下,辐射室内速度、温度、组分浓度、火焰高度和NO生成速率的... 以某炼油厂管式加热炉空气分级燃烧器为研究对象,应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,研究了二次风分级比R(二次空气与总空气体积之比)为0.5、0.6、0.7、0.8和0.85的5种不同工况下,辐射室内速度、温度、组分浓度、火焰高度和NO生成速率的变化规律。结果表明,由于射流卷吸的作用,辐射室内存在较大范围的回流区。当R由0.5增至0.85时,辐射室对称面平均温度基本不变,出口温度升高0.65%,壁面热通量下降1.65%,火焰高度增加0.44倍,NO排放体积分数由214.4μL/L迅速下降至37.9μL/L。在温度和氧气浓度较高的燃气/空气混合接触面上,热力型NO形成较多;在低温富燃的火焰前端区,快速型NO形成较多。当R为0.8时,炉内温度分布均匀、燃烧完全且烟气NO浓度较低,可作为燃烧器设计和现场调节的优化参考值。 展开更多
关键词 管式加热炉 空气分级燃烧器 火焰高度 氮氧化物
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空气预热温度对管式加热炉燃烧性能影响的研究 被引量:3
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作者 张琳 汪洋 +5 位作者 赵庆良 姜晓 王会强 杨罡 赵利群 薛磊 《节能技术》 CAS 2015年第5期387-391,共5页
为了减少管式加热炉燃烧NOx的排放和提高加热炉的燃烧效率,实现加热炉的高效低氮燃烧,以某石化公司的F1001常压炉为研究对象,建立了常压炉物理模型,选用标准k-ε模型、非预混合湍流扩散燃烧PDF模型、P-1辐射模型、NOx生成模型对加热炉... 为了减少管式加热炉燃烧NOx的排放和提高加热炉的燃烧效率,实现加热炉的高效低氮燃烧,以某石化公司的F1001常压炉为研究对象,建立了常压炉物理模型,选用标准k-ε模型、非预混合湍流扩散燃烧PDF模型、P-1辐射模型、NOx生成模型对加热炉内的燃烧过程进行了数值模拟研究。研究结果表明:提高空气预热温度可以扩大炉内的高温区域,有利于炉管内原油的加热;燃烧NOx生成量和炉管出口油温随空气预热温度的升高而增大,当空气预热温度超过240℃时,NOx生成量急剧增大,所以空气预热温度以240℃为宜,此时NOx生成量为137 mg/m3,低于国家标准200 mg/m3。炉膛温度和出口油温测量值与模拟值进行了比较,二者吻合较好。研究结果为某企业常压炉的运行监控提供了参考依据。 展开更多
关键词 管式加热炉 空气预热温度 氮氧化物 污染物控制 燃烧 数值模拟
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管式加热炉三维温度场可视化监测试验研究 被引量:6
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作者 程强 周怀春 +4 位作者 张向宇 黄学孔 邵松 王伟 马晓阳 《石油化工设备技术》 CAS 2009年第2期9-15,共7页
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... 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。 展开更多
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
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基于预测函数控制算法的管式加热炉温度控制策略 被引量:3
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作者 徐强 章家岩 冯旭刚 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期467-473,共7页
提出采用预测函数控制(PFC)和前馈温度控制相结合的控制方案解决管式加热炉温度控制问题,确定了PFC控制器设计中的基函数、参考轨迹和误差校正补偿问题,利用仿真分析对PFC和前馈温度控制相结合的控制方案进行了分析,并将此方案应用于... 提出采用预测函数控制(PFC)和前馈温度控制相结合的控制方案解决管式加热炉温度控制问题,确定了PFC控制器设计中的基函数、参考轨迹和误差校正补偿问题,利用仿真分析对PFC和前馈温度控制相结合的控制方案进行了分析,并将此方案应用于某炼油厂圆筒型管式加热炉进行现场控制运行。实验结果表明,PFC和前馈温度控制相结合的控制方案能够对温度超调量、调节时间和稳态误差等动态性能指标进行有效的控制,且控制效果优于常规的比例积分微分(PID)控制方案;利用PFC和前馈温度控制相结合的控制方案控制某炼油厂圆筒型管式加热炉,温度波动在260.0~262.3℃,控制偏差约为±1℃,PFC和前馈温度控制相结合的控制方案比PID控制方案具有更强的抗干扰能力和系统鲁棒性。 展开更多
关键词 管式加热炉 预测函数控制 模型失配 温度控制
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管式加热炉节能优化及运行状态诊断专家系统 被引量:3
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作者 周艳 刘炳成 李庆领 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第4期333-335,共3页
针对石油化工等行业 ,研究开发了一种管式加热炉节能优化及状态诊断专家系统。它能有效的解决目前管式加热炉故障诊断及相应解决方案严重滞后的问题。本专家系统的一大特点是采用了 Visual C+ +语言进行编写 ,大大增强了用户界面的友好... 针对石油化工等行业 ,研究开发了一种管式加热炉节能优化及状态诊断专家系统。它能有效的解决目前管式加热炉故障诊断及相应解决方案严重滞后的问题。本专家系统的一大特点是采用了 Visual C+ +语言进行编写 ,大大增强了用户界面的友好性 ,便于用户在比较短的时间内迅速掌握此软件的运用。此套专家系统采用了模糊逻辑的推理机制 。 展开更多
关键词 管式加热炉 专家系统 模糊逻辑
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管式加热炉节能综述 被引量:11
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作者 张威 方辉 《油气田地面工程》 北大核心 2002年第6期105-105,共1页
从节能角度 ,分析影响管式加热炉热效率的主要因素及存在的问题 ,指出提高管式加热炉热效率的具体措施。根据系统、装置的操作情况、特点 ,制定出合理的、最佳的方案 ,使管式加热炉的热效率得到提高 。
关键词 节能 综述 管式加热炉 热效率 排烟温度 露点
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炼油厂管式加热炉常用高温炉管性能对比 被引量:1
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作者 车俊铁 刘录 +1 位作者 吕胜杰 段振国 《石油化工设备》 CAS 2003年第1期3-5,共3页
对石油化工管式加热炉常用高温炉管材料的各项性能,尤其是高温性能进行了对比研究。得出了在不同工况下优先选用的几种高温炉管材料,为设计选材和生产使用提供了理论依据。
关键词 炼油厂 管式加热炉 高温炉管 性能 高温蠕变 化学成分
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炼油厂管式加热炉运行存在的主要问题及改进措施 被引量:12
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作者 任刚 《石油化工设备技术》 CAS 2004年第3期12-15,共4页
文章介绍了目前炼油管式加热炉的运行情况,指出了在运行中存在的主要问题,并有针对性地 提出了改进措施。
关键词 炼油企业 管式加热炉 存在问题 改进措施
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管式加热炉炉管结焦分析 被引量:16
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作者 章许云 《石油和化工设备》 CAS 2010年第5期51-53,共3页
管式加热炉运行中炉管结焦是重大安全隐患。本文对炉管结焦的形成及影响因素、预防结焦、处理结焦进行了整体分析,提出了相应的对策。
关键词 管式加热炉 炉管结焦 安全措施
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石化管式加热炉低氮燃烧器的CFD研究 被引量:1
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作者 王艳丽 《炼油技术与工程》 CAS 2018年第3期31-35,共5页
为适应当前炼化企业加热炉安全可靠、高效经济和低污染物的运行要求,中国石油化工股份有限公司天津分公司对所有排放不达标的加热炉进行低氮燃烧器的改造。以2号常减压装置为例,利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法研究了该装置改造后的... 为适应当前炼化企业加热炉安全可靠、高效经济和低污染物的运行要求,中国石油化工股份有限公司天津分公司对所有排放不达标的加热炉进行低氮燃烧器的改造。以2号常减压装置为例,利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法研究了该装置改造后的底部低氮燃烧器结构、内部流场分布。重点分析了燃料气组分、空气过剩系数、空气预热温度、燃料气压力对排放(NO_x及CO)的影响。分析了该燃烧器的运行特点,并对燃烧器的结构设计及生产实践提出改进建议:针对燃烧器设计结构的问题建议减少喷孔或者缩小喷孔;针对燃烧器燃烧不完全建议增加燃料二次喷嘴的喷孔角度,但要确保燃料气气流不直接冲击到耐火砖斜面上;增加气枪的长度;减小或者取消三次燃料喷孔;增加带稳焰盘的中心枪。 展开更多
关键词 管式加热炉 低氮燃烧器 CFD数值模拟
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对管式加热炉流体阻力计算公式的商榷
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作者 李更来 钟甲学 《石油规划设计》 1994年第3期44-45,共2页
对ZBE97002-90附录A《管式加热炉工艺计算方法》中有关流体阻力计算公式中的问题提出探讨。
关键词 管式加热炉 工艺设计 流体阻力 计算方法
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过量空气系数和水蒸气对管式加热炉燃烧特性的影响研究 被引量:3
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作者 王宝刚 马培勇 +2 位作者 闫广豪 陶常法 邢献军 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第3期392-397,共6页
文章分别在过量空气系数α为1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30的6种工况下和氧化剂中添加的水蒸气体积分数φ_(H2)O</sub>为0、0.03、0.05、0.08、0.10、0.15的6种工况下,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD... 文章分别在过量空气系数α为1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30的6种工况下和氧化剂中添加的水蒸气体积分数φ_(H2)O</sub>为0、0.03、0.05、0.08、0.10、0.15的6种工况下,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对燃气分级燃烧的管式加热炉进行了研究,分析了炉膛内的温度分布、NO密度分布以及NO排放情况。结果表明,α=1.10时,低氮燃烧效果较好;φ_(H2) 展开更多
关键词 管式加热炉 计算流体动力学(CFD)软件 过量空气系数 水蒸气
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管式加热炉节能技术 被引量:4
14
作者 梁贵波 薛长泉 《油气田地面工程》 北大核心 2004年第5期30-30,共1页
关键词 管式加热炉 节能技术 燃料气 热效率 燃烧效率 余热回收方式
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圆筒型管式加热炉的试验及纯辐射传热模型的考核 被引量:1
15
作者 杨光炯 黄祖祺 +1 位作者 杨向平 刘雪暖 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期47-54,共8页
本文对一圆筒型原油常压加热炉的性能进行了较为全面的标定,得到了一套可资比较的数据,包括管内的物料性质、流量、燃料量、过剩空气系数等操作数据,以及炉内烟气温度分布等,为理论研究提供了可以比较的基础。另外,本文还考虑到在低环... 本文对一圆筒型原油常压加热炉的性能进行了较为全面的标定,得到了一套可资比较的数据,包括管内的物料性质、流量、燃料量、过剩空气系数等操作数据,以及炉内烟气温度分布等,为理论研究提供了可以比较的基础。另外,本文还考虑到在低环流强度下,对流传热量所占比例较小,故采用纯辐射Monte-Carlo 传热模型对该炉进行了计算,计算结果与标定值基本吻合. 展开更多
关键词 原油 管式加热炉 纯辐射传热
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提高管式加热炉处理能力的技术改造措施 被引量:1
16
作者 窦世山 李林江 《石油机械》 北大核心 2000年第5期39-41,0,共3页
针对早期建造的炼油厂和化工厂在役管式加热炉热负荷和热效率低的状况 ,提出了若干技术改造措施包括 ,增大对流管表面积以增大对流段的热负荷 ;增加辐射管的换热面积 ;修正烟囱高度 ;换用新型燃烧器 ,变自然通风为强制供风 ,以增大燃烧... 针对早期建造的炼油厂和化工厂在役管式加热炉热负荷和热效率低的状况 ,提出了若干技术改造措施包括 ,增大对流管表面积以增大对流段的热负荷 ;增加辐射管的换热面积 ;修正烟囱高度 ;换用新型燃烧器 ,变自然通风为强制供风 ,以增大燃烧器的发热量 ,减小过剩空气系数 ,节省燃料 2 %~ 3% ;在对流段和烟囱之间增设空气预热器以提高空气入炉温度 ;采用高温辐射涂料增强辐射换热效果 。 展开更多
关键词 管式加热炉 技术改造 热效率 炼油厂
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管式加热炉和相变加热炉在大港南部油田的适应性分析 被引量:2
17
作者 杨晓东 《石化技术》 CAS 2015年第2期11-12,共2页
本文通过对大港南部油田加热炉应用工况条件及两种主力加热炉的主要存在问题进行分析,提出了针对性改进措施。管式加热炉适应于掺污水等需要高温加热而间接炉不能胜任的场所;真空相变加热炉适应于加热矿化度低的清水、低含水原油等介质... 本文通过对大港南部油田加热炉应用工况条件及两种主力加热炉的主要存在问题进行分析,提出了针对性改进措施。管式加热炉适应于掺污水等需要高温加热而间接炉不能胜任的场所;真空相变加热炉适应于加热矿化度低的清水、低含水原油等介质;承压相变加热炉适应于出口温度要求高的外输原油加热。通过分析适用范围,为油田加热炉的选型决策提供参考,从而保证加热炉的安全高效运行。 展开更多
关键词 管式加热炉 相变加热炉 腐蚀 结垢 适应性分析
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管式加热炉燃烧器的选用 被引量:1
18
作者 王树丰 《油气田地面工程》 北大核心 2013年第7期117-117,共1页
在设计和选用管式加热炉燃烧器时应考虑以下四个方面:第一,燃烧器应与燃料的特点相适应,根据不同的燃料选择不同类型的燃烧器;第二,燃烧器应与管式加热炉的炉型相配合,管式加热炉的炉型与燃烧器是密切相关的,如果燃烧器与管式加热炉的... 在设计和选用管式加热炉燃烧器时应考虑以下四个方面:第一,燃烧器应与燃料的特点相适应,根据不同的燃料选择不同类型的燃烧器;第二,燃烧器应与管式加热炉的炉型相配合,管式加热炉的炉型与燃烧器是密切相关的,如果燃烧器与管式加热炉的炉型不匹配,将导致炉子的设计结构不合理,甚至难以满足工艺需要;第三,燃烧器应满足管式加热炉的工艺要求;第四,燃烧器应满足节能和环保的要求。 展开更多
关键词 管式加热炉 燃烧器 节能 环保 选用
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管式加热炉炉管壁厚的设计计算 被引量:1
19
作者 李瑞秋 姜国平 《石油和化工设备》 CAS 2010年第3期13-14,28,共3页
介绍了石油化工管式加热炉炉管壁厚的设计计算方法,举例说明了该壁厚设计的程序和步骤,简化了复杂的强度设计计算过程,提高了设计效率。
关键词 管式加热炉 炉管壁厚 设计计算
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管式加热炉抗震设计的可靠性研究
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作者 刘文彦 魏振声 +1 位作者 温德超 宋宜良 《石油化工设备技术》 CAS 2001年第1期59-61,共3页
运用概率的方法分析了石化企业中管式加热炉在地震作用下的可靠性 ,用改进的一次二阶矩可靠度方法分析了现行相关规范的可靠度水平。该文确定了优化的分项系数 ,给出了按可靠度设计的抗震设计表达式 ,改善了各构件在不同地震作用下可靠... 运用概率的方法分析了石化企业中管式加热炉在地震作用下的可靠性 ,用改进的一次二阶矩可靠度方法分析了现行相关规范的可靠度水平。该文确定了优化的分项系数 ,给出了按可靠度设计的抗震设计表达式 ,改善了各构件在不同地震作用下可靠度的一致性。 展开更多
关键词 管式加热炉 抗震设计 可靠性 石化设备
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