Управление печью подогрева нефти на основании расчета теплового баланса
https://doi.org/10.31660/0445-0108-2025-2-138-150
Аннотация
Печь подогрева нефти является важным входным технологическим звеном на участке подготовки нефти и в качестве топлива может использовать попутный нефтяной газ. При этом газ разного состава требует разное количество воздуха для полного сгорания, также в зависимости от химического состава газа изменяется не только объем требуемого воздуха, но и теплота сгорания. На данный момент управление печью для получения заданной выходной температуры продукта основано на ПИД-регуляторе. При поддержании задаваемого давления в трубе топливного газа система выставляет количество подаваемого воздуха по заранее подобранным коэффициентам (по редким измерениям количества кислорода в отходящих газах). В процессе эксплуатации зачастую соотношение воздух — газ подстраивается вручную по цвету пламени, а система управления давлением воздуха не используется или используется неэффективно. Настройки коэффициентов ПИД производится крайне редко и эффективность сжигания более насыщенного попутного нефтяного газа значительно снижается, что приводит к выбросу несгоревших компонентов топливного газа в атмосферу и перегреву нагреваемого продукта.
Авторами статьи предложен алгоритм управления печью на основе динамических расчетов теплового и массового балансов. Основными задачами описываемого алгоритма являются: поддержание температуры нефти на выходе из аппарата и эффективное сжигание попутного нефтяного газа.
Об авторах
Р. А. Смуйкас
Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов
Россия
Россия
Смуйкас Роман Александрович, аспирант кафедры автоматизации производственных процессов в металлургии
Красноярск
Т. В. Пискажова
Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов
Россия
Россия
Пискажова Татьяна Валериевна, доктор технических наук, профессор кафедры автоматизации производственных процессов в металлургии
Красноярск
С. М. Тинькова
Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов
Россия
Россия
Тинькова Светлана Михайловна, кандидат технических наук, доцент кафедры общей металлургии
Красноярск
Список литературы
1. Сбор и подготовка нефти и газа. Технология и оборудование / А. Р. Хафизов, Н. В. Пестрецов, В. В.Чеботарев [и др.] ; под ред. А. Р. Хафизова, Н. В. Пестрецова, В. В. Шайдакова. – Уфа : Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2002. – 475 с. – Текст : непосредственный.
2. Геология нефти и газа : учебник для вузов / Э. А. Бакиров, В. И. Ермолкин, В. И. Ларин [и др.]; под ред. Э. А. Бакирова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра,1990. – 240 с. – Текст : непосредственный.
3. Скобло, А. И. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, / А. И. Скобло, И. А. Трегубова, Ю. К. Молоканов. – Москва : Химия, 2010. – 584 с. – Текст : непосредственный.
4. Арнольд, Кен Е. Справочник по оборудованию для комплексной подготовки нефти (= Surface production operations design of oil handling systems and facilities) / К. Арнольд, М. Стюарт ; пер. с англ. Фалалеев Б. Л. ; под ред. Палия А. О. – 3-е изд. – Москва : Премиум Инжиниринг, 2011. – 752 с. – Текст : непосредственный.
5. Тинькова, С. М. Теплофизика и металлургическая теплотехника : учебное пособие / С. М. Тинькова ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов и материаловедения. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2017. – 167 с. – Текст : непосредственный.
6. Прошкин, А. В. Теплотехника металлургического производства : учебное пособие / А. В. Прошкин, С. М. Тинькова ; Федеральное агентство по образованию, Сибирский федеральный университет, Институт цветных металлов и золота. – Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2007. – 144 с. – Текст : непосредственный.
7. Доу Чжэньхай. Самоадаптирующийся алгоритм нечеткого управления печью для нагрева сырой нефти с изменяемыми правилами наклона / Доу Чжэньхай. – Текст : непосредственный // Материалы Международного конгресса по образовательным информационным технологиям, 2010. – С. 122–124.
8. Разработка виртуального тренажера — имитатора возникновения аварийной ситуации — снижения расхода нагреваемого продукта в трубчатой нагревательной печи / А. М. Хафизов, Н. А. Кошелев, Д. А. Гумеров [и др.]. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2016, № 10-3. – С. 576–580.
Рецензия
Для цитирования:
Смуйкас Р.А., Пискажова Т.В., Тинькова С.М. Управление печью подогрева нефти на основании расчета теплового баланса. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2025;(2):138-150. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2025-2-138-150
For citation:
Smuykas R.A., Piskazhova T.V., Tinkova S.M. Oil heating furnace control based on calculation of the heat balance. Oil and Gas Studies. 2025;(2):138-150. (In Russ.) https://doi.org/10.31660/0445-0108-2025-2-138-150
Просмотров:
61
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 