Oil heating furnace control based on calculation of the heat balance

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The oil heating furnace is a crucial component of the oil treatment unit and can utilize associated petroleum gas as fuel. However, gases of varying compositions require different amounts of air for complete combustion.  The required air volume and the heat of combustion can vary significantly depending on the chemical composition of the gas. Currently, the furnace control is carried out using a PID controller to maintain a target outlet temperature for the product. The fuel gas pressure in the supply line is kept constant, and the amount of air is set using pre-calculated coefficients, which are occsionally adjusted based on oxygen measurements in the flue gases. In practice, the air-to-gas ratio is often manually adjusted based on the flame color, while the automatic air pressure control sys-tem is either not utilized or operates inefficiently. PID coefficient settings is infrequently per-formed, leading to inefficient combustion, particularly when burning richer associated petroleum gas. This results in the release of unburned fuel components into the atmosphere and can cause overheating of the oil product.  In this study, the authors propose furnace control algorithm based on dynamic calculations of heat and mass balances. The primary goals of this algorithm are to maintain the desired outlet temperature of the oil and to ensure the efficient combustion of associated petroleum gas.

About the authors

R. A. Smuykas

Institute of Non-Ferrous Metals, Siberian Federal University

Email: roman.smukas@mail.ru

T. V. Piskazhova

Institute of Non-Ferrous Metals, Siberian Federal University

Email: roman.smukas@mail.ru

S. M. Tinkova

Institute of Non-Ferrous Metals, Siberian Federal University

Author for correspondence.
Email: roman.smukas@mail.ru

References

  1. Сбор и подготовка нефти и газа. Технология и оборудование / А. Р. Хафизов, Н. В. Пестрецов, В. В.Чеботарев; 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; 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. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2016, № 10-3. – С. 576–580.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».