火筒式間接加熱爐計算軟件開發(fā)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、火筒式間接加熱爐是油氣田勘探、開采與集輸過程的重要加熱裝置之一，特別是對于稠油等開采難度大的工藝過程，火筒式間接加熱爐的需求量非常多，它的設(shè)計與運(yùn)行情況影響整個油氣集輸工藝的順利進(jìn)行。同時，火筒式間接加熱爐也是油氣田中主要耗能設(shè)備之一，在當(dāng)前節(jié)能減排要求不斷提高的背景下，優(yōu)化火筒式間接加熱爐的設(shè)計，進(jìn)一步降低生產(chǎn)運(yùn)行過程中的燃料消耗量與排煙熱損失，提高系統(tǒng)整體熱效率成了迫切的需求。本文將對火筒式間接加熱爐進(jìn)行軟件開發(fā)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，一方面提

2、高設(shè)計效率，使設(shè)計人員能從繁瑣計算中脫離出來以促進(jìn)設(shè)計水平提升，另一方面通過軟件的優(yōu)化設(shè)計模型，為火筒式間接加熱爐的設(shè)計與改造提供一定參考，并利用軟件快速計算的特點(diǎn)，研究相關(guān)的敏感性參數(shù)對加熱爐系統(tǒng)特性影響的變化規(guī)律，以提升實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)行操作水平，提高經(jīng)濟(jì)效益。全文主要工作可分為以下幾部分:
　　(1)根據(jù)火筒式間接加熱爐的工藝要求與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其中熱力與結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算過程，并建立適用的理論計算模型，制定軟件開發(fā)的流程框架，結(jié)合

3、用戶的需求及軟件開發(fā)對象特性，采用Visual Basic6.0與Microsoft Office混合編程技術(shù)，根據(jù)模塊化設(shè)計思路，開發(fā)火筒式間接加熱爐計算軟件，使其能夠滿足常用火筒式間接加熱爐各爐型設(shè)計計算與校核計算的需求。
　　(2)利用火筒式間接加熱爐軟件對西北某油田在役的800kW水套爐進(jìn)行實(shí)例計算，并對原始設(shè)計值與軟件計算結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明兩者計算參數(shù)誤差在5％以內(nèi)，滿足工程設(shè)計要求，具有一定的實(shí)用價值。
　　

4、(3)建立了火筒式間接加熱爐的結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算模型，根據(jù)成本最低、重量最小的原則選取換熱面積作為優(yōu)化目標(biāo)，分別對火筒、煙管與盤管建立有約束條件的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并采用坐標(biāo)輪換法和基于模式搜索的罰函數(shù)法分別對火筒式加熱爐不同部件進(jìn)行優(yōu)化程序編制，將其置于火筒式間接加熱爐軟件的優(yōu)化模塊內(nèi)，并利用軟件對算例中的800 kW水套爐進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)火筒與煙管的面積比之前設(shè)計值分別減少12.95％，盤管面積減少16.92％，這對設(shè)計與改造火筒式間接加熱