Управление печью подогрева нефти на основании расчета теплового баланса

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.