[发明专利]通过气流压力和过程参数进行火焰稳定性监控

说明书

通过监控由气流测量值计算的统计变量和监控与炉子(16)的操作相关的过程变量来监控炉子(16)。基于统计变量和过程变量来确定炉子(16)的异常操作。

本申请为申请号为201380038686.7(国际申请号为PCT/US2013/060615)、国际申请日为2013年9月19日、发明名称为“通过气流压力和过程参数进行火焰稳定性监控”的专利申请的分案申请。

背景技术

在处理厂中，燃烧器用于加热过程流体和烧尽废气。这种燃烧器在使用燃料气体和诸如空气的氧气源的燃烧室中产生一种或多种火焰。燃料气体的数量或质量的变化，例如燃料气体的BTU含量的变化，或者燃烧室中氧气的可获得性的变化可能会导致燃烧器火焰的不稳定性。如果不能保持适当的燃料和氧气混合比，燃烧室可能会进入到亚化学计量燃烧阶段，在该阶段中，不存在足够的氧气用于燃料的完全燃烧。亚化学计量燃烧可能导致燃烧器火焰不稳定，并且如果没有立即校正的话，燃烧器火焰可能完全熄灭。这称为火焰熄灭。

迅速检测到火焰熄灭是非常重要的，这是因为在火焰熄灭之后，未燃烧的燃料填充燃烧室。如果该燃料被点燃，则可能发生爆炸，由此损坏燃烧器/加热器。

火焰特性的一种计量是燃烧室气流(firebox draft)，可以通过测量燃烧室内的压力和燃烧室外的压力之间的压力差来测量所述燃烧室气流。该压力差称为气流压力或者气流测量值。近年来，统计处理监控技术已经用于燃烧室气流测量。在统计处理监控中，燃烧室气流的压力值以统计学的方式被处理以确定压力样本的均值和标准差。气流压力的标准差然后用于检测火焰稳定性。

发明内容

通过监控由气流测量值计算的统计变量并监控与燃烧器的操作有关的过程变量来监控燃烧器。基于统计变量和过程变量来确定燃烧器的异常操作。

根据进一步的实施例，用于监控燃烧器的系统包括：气流测量装置，其提供加热器的气流的测量值；统计计算模块，其用于基于气流测量值计算统计值。一个或多个过程测量装置测量与燃烧器有关的一个或多个过程变量。一模块基于测量的过程变量、统计值和代表燃烧器的正常操作期间统计值和过程变量之间的关系的参数来识别燃烧器的异常操作。

在进一步的实施例中，设备包括火焰稳定性计算器，该火焰稳定性计算器接收过程变量的值、气流测量值的统计值、代表所述过程变量的值和所述气流测量值的统计值之间的关系的参数，并且火焰稳定性计算器生成指示火焰稳定性的稳定性值。

附图说明

图1是示例性处理厂控制诊断网络的方块图；

图2是现场装置和工作站中的用于实现多种实施例的电路元件的方块图；

图3是作为时间的函数的气流压力的标准差的图表；

图4是作为时间的函数的燃烧率的图表；

图5是作为时间的函数的气流压力的标准差的图表；

图6是作为燃烧率的函数气流压力的标准差的图表，其示出了在火焰不稳定期间的标准差/燃烧率对；

图7是在火焰不稳定测试期间作为时间的函数的气流压力的标准差的图表；

图8是在图7的火焰不稳定性测试期间作为时间的函数的燃烧率的图表；

图9是用于识别燃烧器中的异常情况的元件的方块图；

图10是确定燃烧器中的异常情况的方法的流程图；

图11是在燃烧器测试期间气流压力的标准差的图表；

图12是在图11的燃烧器测试期间燃烧率的图表；

图13是在图11的燃烧器测试期间的稳定性值的图表；

图14是在第二燃烧器测试期间气流压力的标准差的图表；