[发明专利]基于区域法的工业蒸汽裂解炉炉膛实时性能预测方法

权利要求书

1.一种基于区域法的工业蒸汽裂解炉炉膛实时性能预测方法，其特征在于， 

步骤1：确定工业烃类蒸汽裂解炉炉膛几何结构和工艺参数。 

步骤2：将炉膛按照长、宽和高度方向划分区域，基于炉膛辐射传热模型，烟气流动模型，燃料气燃烧模型，以及烟气对流传热模型，建立每一区域的能量平衡式。 

步骤3：利用拟牛顿法迭代计算炉膛内能量平衡非线性方程组，直至满足收敛精度为止，获得裂解炉炉膛内各区烟气和炉墙温度、炉管热通量、烟气质量流量、烟气粘度、导热系数以及雷诺数的参数分布。 

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述炉膛几何结构包括炉膛的长、宽、高，烧嘴的几何尺寸和个数，炉管的几何尺寸和排布形式；工艺参数包含底部和侧壁燃料气组成及进料流量、温度、压力、过剩空气系数、侧/底燃料气比。 

3.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述炉膛长度方向的分区按照炉管组数划分；宽度方向上的分区按照距离烧嘴的距离进行划分；高度方向上的分区可以任意划分。根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述炉膛辐射传热模型是根据HOTTEL区域法求出区与区之间的直接交换面积，总交换面积及定向流面积，进而求得区与区之间的辐射传热速率。 

4.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述烟气流动模型是根据计算流体力学计算结果输出热区表面质量流量，根据质量守恒计算其冷区和横向表面质量流量。 

5.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述燃料气燃烧模型的底部燃料气放热率是根据计算流体力学计算的沿炉膛高度各区的燃料气消耗率确定的，侧壁燃料气放热率在侧壁烧嘴附近根据区域所在的高度与烧嘴所在的高度差均匀分布。 

6.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述烟气对流传热模型是根据烟气对管壁和炉墙的给热系数、烟气与管壁温差、对流换热面积求得。 

7.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，还进一步包括以下步骤，当所述步骤3无法收敛达到预设精度，则调整管外壁温度重新执行步骤3，反复迭代直至达到精度为止。