О возможности применения динамических режимных карт для печей нефтеперерабатывающих производств

Трубчатые печи играют критически важную роль в процессах первичной переработки нефти, обеспечивая нагрев сырья до необходимых температур для дальнейшего фракционирования. Эффективность их работы напрямую связана с равномерностью нагрева, минимальным расходом топлива и безопасностью эксплуатации. Традиционное управление печами опирается на статические режимные карты, которые, несмотря на свою простоту, не учитывают динамические изменения в процессе, включая колебания качества сырья, изменения нагрузки, состояния оборудования, а также изменения параметров тяги в области перевала и пода и давления газа перед горелкой. Неоптимальное управление тягой и давлением газа может приводить к неравномерному нагреву, локальным перегревам, повышенному расходу топлива и риску аварийных ситуаций. В данной статье исследуется возможность применения динамических режимных карт для оптимизации управления тягой в трубчатых печах установок первичной переработки нефти. Акцент сделан на управлении тягой как на перевале, так и в поде печи, поскольку эти зоны являются критически важными для равномерного распределения тепловой энергии. Динамические режимные карты, в отличие от статических, позволяют в режиме реального времени корректировать параметры тяги и давления газа, учитывая текущие условия работы, включая изменения расхода топлива, воздуха, температуры дымовых газов, перепады давления в печи и давления газа перед горелкой. Целью данного исследования является разработка концепции динамической режимной карты, которая обеспечит оптимизированное управление тягой и давлением газа, снизит неравномерность нагрева, уменьшит расход топлива и минимизирует риск перегрева труб. В рамках исследования проведен анализ существующих методов управления печами с особым вниманием к управлению тягой и давлением газа. Изучены факторы, влияющие на тягу на перевале и в поде и на давление газа перед горелкой, и обоснована необходимость динамической коррекции этих параметров. Разработана концепция динамической режимной карты, основанная на использовании ключевых параметров, характеризующих состояние печи и эффективность ее работы. Предложен алгоритм динамической корректировки параметров тяги и давления газа, который адаптирует работу печи к изменениям внешних условий и обеспечивает оптимальный режим горения. Проведена оценка потенциальной эффективности предложенного подхода, показавшая, что внедрение динамических режимных карт позволит значительно улучшить управление тягой и давлением газа, снизить расход топлива и повысить безопасность эксплуатации печей. Результаты исследования указывают на значительный потенциал использования динамических режимных карт для оптимизации управления тягой и давлением газа в трубчатых печах на НПЗ. Предложенный подход позволяет обеспечить более равномерный нагрев, снизить расход топлива, минимизировать риск перегрева змеевиков и повысить общую эффективность работы печи. Перспективы дальнейших исследований связаны с более детальной проработкой моделей динамического управления тягой и давлением газа, с учетом особенностей различных типов печей и условий их эксплуатации, а также с проведением экспериментальной проверки разработанных решений на реальных промышленных объектах.