火炬消煙蒸汽優(yōu)化數(shù)學(xué)模型及控制應(yīng)用.pdf

《火炬消煙蒸汽優(yōu)化數(shù)學(xué)模型及控制應(yīng)用.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、４１２８化工自動(dòng)化及儀表第４１卷火炬消煙蒸汽優(yōu)化數(shù)學(xué)模型及控制應(yīng)用王鑫民（中石化股份天津分公司煉油部，天津３００２７１）摘要介紹了大型石化、煉化廠的火炬消煙蒸汽的作用和消煙蒸汽與火炬氣的流量、分子量之間的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系。以消煙蒸汽和火炬氣燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量比值滿足最佳條件作為依據(jù)得出其數(shù)學(xué)模型，對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化并加以控制應(yīng)用。關(guān)鍵詞消煙蒸汽火炬氣流量火炬氣分子量中心蒸汽引射蒸汽中圖分類號(hào)ＴＨ８１４　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼Ａ文章編號(hào)?。保埃埃?３９３２（２０１４）１２-１４２８-０４煉化廠在日常生產(chǎn)和非正常狀態(tài)下都會(huì)

2、排放b．引射（空氣）消煙蒸汽，氣體在火炬圓形可燃?xì)怏w，這些可燃?xì)怏w一般是通過煉化廠的火管筒中一系列的水蒸氣與空氣的混合氣體管組炬燃燒后向大氣排放。一個(gè)年產(chǎn)量１０００萬ｔ的（蒸汽、空氣的引射管）內(nèi)混合后，噴向頂部火焰，煉化廠，一年向大氣排放的可燃?xì)怏w可達(dá)６００００ｔ這些蒸汽、空氣是在火炬頭部以下的環(huán)形管匯喇以上，對(duì)大氣環(huán)境污染很大。由于火炬的燃燒是叭噴口噴射水蒸氣。利用文丘里管原理，向喇叭一個(gè)復(fù)雜的過程，火炬燃燒在產(chǎn)生大量二氧化碳口內(nèi)噴射的蒸汽會(huì)將周邊空氣引射進(jìn)管內(nèi)，使噴的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生黑煙或有毒的烴類聚合物，因此，射蒸

3、汽與引射進(jìn)空氣的混合氣體進(jìn)入火焰段。引目前煉化廠火炬燃燒排放均采用向火炬頭引射、射（空氣）消煙蒸汽，將６０％助燃空氣送到火炬中噴射、漫射蒸汽的方法來達(dá)到消煙、降低火炬頭溫心供氧，并稀釋烴，抑制聚合反應(yīng)，同時(shí)縮短火焰度和阻止烴類在高溫（大于１２００℃）狀態(tài)下反應(yīng)的高度、托高火焰。生成有毒聚合物的目的。c．消煙、穩(wěn)定蒸汽，安裝在火炬頭邊緣周圍為了盡量滿足火炬系統(tǒng)需要無煙操作的要的管匯注入蒸汽，這些蒸汽通過火炬頭邊緣的幾求，筆者通過分析，找出火炬消煙蒸汽與火炬氣的十套水蒸氣噴嘴向火焰噴射蒸汽并使火焰周邊的流量、分子量之間存

4、在的函數(shù)關(guān)系，以消煙蒸汽和空氣產(chǎn)生紊流或借助水蒸氣的噴射將空氣引入火火炬氣燃燒后的二氧化碳質(zhì)量比值滿足最佳條件焰段。消煙和穩(wěn)定蒸汽使火炬氣充分均勻混合與為依據(jù)得出其數(shù)學(xué)模型，并加以優(yōu)化。擴(kuò)散，進(jìn)行水煤氣反應(yīng)，達(dá)到消煙、降溫的目的。①以上３種消煙形式互相結(jié)合，改善了空氣的1火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介在設(shè)計(jì)火炬系統(tǒng)的燃燒器時(shí)，通常要求火炬分布，空氣與水蒸氣結(jié)合，水和氣體移動(dòng)相互作無煙操作。為使空氣平穩(wěn)地分布在整個(gè)火炬中，用，與火炬氣的反應(yīng)更迅速，因而消除了導(dǎo)致煙霧防止煙霧的形成，需要有能量產(chǎn)生紊流并在點(diǎn)燃生成的富燃燒條件。所需的水

5、蒸氣量主要是氣體火炬氣時(shí)向火炬氣中混合消煙蒸汽。因此，當(dāng)火組分、流量、水蒸氣壓力和火炬頭設(shè)計(jì)的函數(shù)，一炬氣從火炬頭排放時(shí)，需往氣體中注入高壓蒸汽，般范圍是每０．４５ｋｇ火炬氣內(nèi)含０．１１～０．４５ｋｇ的［１］并伴有助燃空氣，以創(chuàng)造無煙燃燒的條件。水蒸氣量，而水蒸氣的壓力在１ＭＰａ左右。用水蒸氣控制煙霧生成的火炬頭是最常見的2火炬無煙燃燒和消煙蒸汽的優(yōu)化無煙火炬頭，其有以下３種形式進(jìn)行消煙：火炬的無煙操作可以通過噴射水蒸氣、引射a．火炬中心噴射消煙蒸汽，水蒸氣可通過安空氣來使火焰段產(chǎn)生紊流，使其在預(yù)混合燃燒器裝在火炬中

6、心的一根單獨(dú)的管子的噴嘴向火炬頂中燃燒。煙是由于富燃料燃燒產(chǎn)生的，利用充分部火焰中心噴射蒸汽。中心噴射蒸汽可抬升火焰高度，降低火炬頭溫度，保護(hù)火炬頭。①收稿日期：２０１４-１０-２９（修改稿）第１２期王鑫民．火炬消煙蒸汽優(yōu)化數(shù)學(xué)模型及控制應(yīng)用１４９２空氣與消煙蒸汽在整個(gè)火炬中均勻分布可達(dá)到無１０．８W水蒸氣＝WＨＣ×０．６８－（６）M煙燃燒的目的。無煙燃燒需要的水蒸氣量將取決式中M———平均分子質(zhì)量；于要獲得無煙燃燒的消煙蒸汽的最大流量和火炬W水蒸氣———消煙蒸汽量，ｋｇ／ｓ；氣混合物的組分?；鹁鏆獾慕M分包括非飽和物

7、的WＨＣ———烴類（火炬氣）流量，ｋｇ／ｓ。質(zhì)量分?jǐn)?shù)和分子質(zhì)量，可以用來確定水蒸氣的需從式（６）可以看出，當(dāng)火炬氣平均分子量等要量，消煙蒸汽需要量是非飽和物含量的函數(shù)。于或小于１５．９時(shí)，得出的消煙蒸汽量為零或負(fù)筆者根據(jù)安裝在火炬頭里的一根管端開口的值。而實(shí)際運(yùn)行中，消煙蒸汽還要抬升火焰高度、水蒸氣管子的試驗(yàn)結(jié)果，繪出非飽和物的質(zhì)量分降低火炬頭的溫度、延長火炬頭的使用壽命，不允數(shù)與每磅（１磅＝０．４５３５９ｋｇ）可燃火炬氣體的水許為零或負(fù)值。因此，一個(gè)切合實(shí)際的火炬消煙蒸氣量（圖１）。蒸汽函數(shù)必須由一個(gè)實(shí)際需要的函數(shù)

8、關(guān)系確定。2．2實(shí)際應(yīng)用型火炬消煙蒸汽的數(shù)模目前，煉化廠的火炬消煙蒸汽操作是由操作工根據(jù)火炬的火焰燃燒或冒煙情況手動(dòng)遙控水蒸氣的閥門開度來調(diào)節(jié)的。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，靠人的眼睛通過觀察火焰燃燒的情況來判斷消煙蒸汽量是不可取的，過量的消煙蒸汽固然能消煙，但是１ＭＰａ蒸汽在DN２５０ｍｍ口徑的管道上閥門過量開度浪費(fèi)很大；而調(diào)節(jié)量過少不但會(huì)造成冒黑圖１