[发明专利]油田加热炉节能调节方法及系统

说明书

本发明提供一种油田加热炉节能调节方法及系统。该调节方法包括：利用传感器采集原始数据，获得与节能相关的评价指标；计算所述评价指标的相关系数与权重；利用所述相关系数与权重计算相关度，对所述相关度降序排列，获得各评价指标的调节顺序；按所述调节顺序依次调整各评价指标，以使加热炉满足节能要求。该系统包括测量装置、计算装置、排序装置和调节装置。该方法和系统能够迅速筛选出对加热炉性能影响最大的技术指标，使其尽快进入一个相对优化的工况运行，提高调节的效率。

技术领域

本发明涉及油田加热炉节能技术领域，尤其涉及一种基于熵权和马氏距离的油田加热炉节能调节方法及系统。

背景技术

油田加热炉是油气集输系统的处理、输送等环节中应用最为广泛的一种油田专用设备，其作用是将原油、天然气、油气混合物等原料加热至加工工艺所需的温度，以满足油气集输及加工的要求。随着油气田勘探开发的面积不断增长、开发难度日益增大，油田加热炉的投产数量也呈逐年上升的趋势。在油田生产系统中，大量消耗各类燃料维持其运行的加热炉是能耗最高的组成部分。油田加热炉经过长时间的高耗运行后，随之而来的负荷率低、炉效低、燃烧不充分、炉内结垢等问题导致其热效率进一步下降。因此，在油田加热炉的实际运行过程中，人们总希望能够通过调节运行工况使其尽快进入节能运行状态。

根据国家标准GB/T 31453-2015《油田生产系统节能监测规范》的规定，油田加热炉节能监测的技术指标包括排烟温度、空气系数、炉体外表面温度和热效率四大类。目前，油田加热炉领域常见的节能调节方法是：通过传感器检测及计算得到上述技术指标的数据，然后将这些指标数据与节能所需的参考指标数据之间进行比对，进而通过调节工况消除二者之间的差异，使调节后的技术指标满足节能要求。上述调节方式的缺点在于将所有技术指标视为同等重要，未考虑各指标之间的相关性，以及各指标对于加热炉节能运行的贡献程度，若选择优先调节的指标对于油田加热炉的节能性能影响较小，即使经过调节后使某一技术指标达到要求，对整体性能的提升贡献仍然不大，而且在调节过程中还可能使其他指标受到不利的影响。因此，采用现有技术的油田加热炉通常需要经历一个较长的调节时间才能进入最佳的节能运行工况，在此过程中带来大量不必要的燃料消耗。

发明内容

为了解决油田加热炉需要通过较长时间的调节才能进入节能运行工况的问题，提高节能调节的效率，本发明提出一种基于马哈拉诺比斯距离(Mahalanobis Distance，简称马氏距离)和熵权的节能调节方法，通过自动计算合理的赋予每个指标相应的权重，该权重既能反映这些指标对加热炉的影响，又能反映各指标的不同重要程度，最终得出一个高效的指标调节顺序，从而有效降低调节时间，使加热炉尽快进入节能工作状态。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提出了一种油田加热炉节能调节方法，包括以下步骤：

步骤1，利用传感器采集原始数据，获得与节能相关的评价指标；

步骤2，计算评价指标的相关系数与权重；

步骤3，利用相关系数与权重计算相关度，对相关度降序排列，获得各评价指标的调节顺序；

步骤4，按调节顺序依次调整各评价指标，以使加热炉满足节能要求。

现有的油田加热炉调节方法，未考虑各评价指标与节能的相关程度，导致选择调节的顺序缺乏指导性，需要较长的调节时间才能使加热炉进入节能的工作状态。相对于现有的技术方案，本发明通过马氏距离计算相关系数、通过熵计算权重，综合计算出待调节的评价指标与节能要求之间的相关度，以相关度的降序排列来确定各评价指标的调节顺序，符合统计学的原理，具有较强的理论指导性；同时由于排除了主观因素影响，排序的结果更为客观、合理。

作为本发明的一种具体实施方式，步骤2具体包括：

步骤21，利用评价指标生成比较序列，将一组理想的评价指标值作为参考序列；