燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法技术

本发明专利技术涉及一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法，主要解决现有技术中不能实现对炉膛上温度传感器的冗余结构的优化的问题。本发明专利技术通过采用一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法，包括以下步骤:步骤一，梳理炉膛温度监测系统逻辑结构，计算炉膛温度监测系统的失效概率；步骤二，梳理经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的逻辑结构，计算经模拟改变炉膛温度监测系统上温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率；步骤三，改变炉膛温度监测系统温度传感器的冗余结构的技术方案较好地解决了上述问题，可用于燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化中。

【技术实现步骤摘要】
燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法
本专利技术涉及一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法。
技术介绍
在工业燃烧炉安全技术控制领域，特别是在石油化工行业的燃烧炉的运行过程中，燃烧炉的炉膛温度属于重要参数之一。炉膛的异常工作温度可分为温度高和温度低两种情况。其中炉膛温度高的原因主要由于燃料气量大或热值变大，炉管传热效果差，误操作导致燃烧状态不佳或炉膛着火，负荷过高等。温度高可能导致的后果是炉管内壁结焦，堵塞炉管，设备损坏等。炉膛温度低的原因主要由于燃料气量小或热值变小，炉管物料比热容变大等。温度低可能导致反应不充分，影响后续工艺等。燃烧炉的炉膛温度监测系统的安全控制，直接关系到燃烧炉在正常工况的安全运行及非正常运行工况时的安全停车。目前，本
的普遍解决方案是在燃烧炉的炉膛等部位增加温度传感器进而用来进行温度指示及报警、定期监测管壁温度、制订相关操作规程等[荆文成.热处理炉炉膛温度测试分析[J].机械研究与应用,2011,(4):30-32.]。但是，工程管理人员不能对炉膛上安装温度传感器之后的炉膛温度监测系统的可靠性进行定量对比分析，从而不能实现对炉膛上温度传感器的冗余结构的优化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中不能实现对炉膛上温度传感器的冗余结构的优化的问题，提供一种新的燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法。该方法具有能实现对炉膛上温度传感器的冗余结构的优化的优点。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法，包括以下步骤:步骤一，梳理炉膛温度监测系统逻辑结构，计算燃料系统的失效概率；步骤二，梳理经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统逻辑结构，计算经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器上温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率；步骤三，改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构。上述技术方案中，优选地，步骤一和步骤二中采用故障树梳理方法建立故障失效模型，计算炉膛温度监测系统的失效概率和经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率。上述技术方案中，优选地，在步骤一之前还包括如下步骤：确定炉膛温度监测系统的安全完整性等级。上述技术方案中，优选地，燃烧炉的炉膛，采用在炉膛上加装温度传感器的方式改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构。上述技术方案中，优选地，炉膛温度监测系统包括从机、主机和外设设备，从机包括温度传感器/光学辐射CCD工业摄像机，输出温度信号；主机用于处理用户需求指令，接受从机温度数据；外设设备主要包括温度显示设备。上述技术方案中，优选地，温度传感器为热电阻或热敏电偶。上述技术方案中，优选地，采用故障树分析方法建立故障失效模型，首先从“炉膛温度高高”的判断至“传感单元”、“逻辑单元”、“执行单元”的判断再到“温度传感器失效”、“输入安全栅硬件失效”、“PLC失效”、“直通切断球阀硬件失效”、“直通切断球阀硬件失效”的判断。与现有技术相比，本专利技术的燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法具有以下特点和优点：1、本专利技术的燃烧炉用燃料系统可靠性优化方法，实现对燃烧炉的炉膛上安装温度传感器之后炉膛温度监测系统的可靠性进行定量对比分析。2、本专利技术的燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法，通过定量对比分析对炉膛中温度传感器的冗余结构进行优化，使燃烧炉用炉膛温度监测系统的可靠性得到显著提高，取得了较好的技术效果。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法中的温度传感器部分的逻辑结构示意图；图2为本专利技术实施例中的一种燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法中的采用故障树梳理方法建立的故障失效模型示意图一；图3为本专利技术实施例中的一种燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法中的采用故障树梳理方法建立的故障失效模型示意图二；图4为本专利技术实施例中的一种燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法中的采用故障树梳理方法建立的故障失效模型示意图三。图1中，1、温度传感器部分初始逻辑结构，2温度传感器部分第一优化逻辑结构，3、温度传感器部分第二优化逻辑结构，4、温度传感器。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。具体实施方式【实施例1】以某石油化工装置中的燃烧炉为例，结合附图对本专利技术予以详细描述。为了保证燃烧炉的安全运行，生产单位为燃烧炉的燃料系统设置了多重安全措施，其中，在燃烧炉炉膛上设置温度传感器就是其中一个重要的保护措施。本示例中，在燃烧炉的炉膛中部设置有一个温度传感器。基于该条件下，实现对炉膛中安装温度传感器之后炉膛温度监测系统的可靠性进行定量对比分析和对炉膛上温度传感器的冗余逻辑结构的优化。具体的，本实施例提供一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法，包括以下步骤:步骤一，确定炉膛温度监测系统的安全完整性等级。综合炉膛中炉膛温度监测系统的安全功能、触发事件或原因、人员伤亡风险、环境影响风险、经济损失风险，确定安全完整性等级(SIL等级)。需要说明的是，SIL等级分为4个等级，SIL1、SIL2、SIL3、SIL4，包括对产品和对系统两个层次，其中，以SIL4的要求最高。本实施例中选择SIL1作为燃料系统的安全完整性等级。步骤二，梳理炉膛温度监测系统逻辑结构，计算炉膛温度监测系统的失效概率。参照附图1，本实施例中仅以一个炉膛温度监测区块中的温度传感器部分的逻辑结构为例。温度传感器部分的初始逻辑结构为1，是在炉膛的一个监测区块上设置有一台温度传感器，即采用1oo1结构。基于图1中安全切断阀部分初始逻辑结构1的条件，参照图2，采用故障树分析方法建立故障失效模型，首先从“炉膛温度高高”的判断至“传感单元”、“逻辑单元”、“执行单元”的判断再到“温度传感器失效”、“输入安全栅硬件失效”、“PLC失效”、“直通切断球阀XV-001硬件失效”、“直通切断球阀XV-002硬件失效”的判断。计算在图1中温度传感器部分初始逻辑结构1的条件下，炉膛温度监测系统的初始失效概率：PFD初始＝PFD传感单元+PFD逻辑单元+PFD执行单元≈8.71E-3+1.09E-3+2.63E-5+(3.43E-2×3.43E-2)＝1.098E-2其中，PFD初始为炉膛温度监测系统的初始失效概率，PFD传感单元为炉膛温度监测系统的传感单元的失效概率，PFD逻辑单元为炉膛温度监测系统的逻辑单元的失效概率，PFD执行单元为炉膛温度监测系统的执行单元的失效概率。PFD初始＝1.098E-2，满足SIL1等级要求。步骤三，梳理经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度加测系统逻辑结构，计算经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率。参照图1，通过改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构来优化炉膛温度监测系统。第一种优化方式，是在炉膛上加装一个温度传感器(不同取温点)，其对应的温度传感器部分的逻辑结构就是图1中的温度传感器部分第一优化逻辑结构2，即一种1oo2冗余逻辑结构。基于图1中安全切断阀部分第一优化逻辑结构2的条件，参照图3，采用故障树分析方法建立故障失效模型，首先从“炉膛温度高高”的判断至“传感单元”、“逻辑单元”、“执行单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法，包括以下步骤:步骤一，梳理炉膛温度监测系统逻辑结构，计算燃料系统的失效概率；步骤二，梳理经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统逻辑结构，计算经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器上温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率；步骤三，改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构。

【技术特征摘要】
1.一种燃烧炉用炉膛温度监测可靠性优化方法，包括以下步骤:步骤一，梳理炉膛温度监测系统逻辑结构，计算燃料系统的失效概率；步骤二，梳理经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统逻辑结构，计算经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器上温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率；步骤三，改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构。2.根据权利要求1所述的燃烧炉用燃料系统可靠性优化方法，其特征在于：步骤一和步骤二中采用故障树梳理方法建立故障失效模型，计算炉膛温度监测系统的失效概率和经模拟改变炉膛温度监测系统中温度传感器的冗余结构后的炉膛温度监测系统的失效概率。3.根据权利要求1所述的燃烧炉用炉膛温度监测系统可靠性优化方法，其特征在于：在步骤一之前还包括如下步骤：确定炉膛温度监测系统的安全完整性等级。4.根据权利要求1所述的燃烧炉用炉膛温度监测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄腾宇，王林，李玉明，牟洪祥，曹德舜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37