1.本发明涉及石油化工加热炉的技术领域，具体来说，涉及一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧控制系统及方法。
背景技术：
2.加热炉是石油化工行业的核心设备，是否安全运行直接影响到长期生产及经济效益。高负荷运行下的多燃烧器炉膛，由于燃烧辐射点多，温度很难均衡，极易造成炉膛局部过热，引起炉内炉管结焦，这是一个普遍性的问题。多燃烧器加热炉的优化控制一直以来是石化行业寻求解决的重要问题之一。当前的燃烧优化多采用炉内局部点的温度数据和专业人员的专家经验负反馈来控制燃烧器的燃料总量和配风总量，很难达到温度均衡的效果。
3.目前，以炉温的温度数据为基础建立的炉膛温度场在工程中多用来指导运行人员进行燃烧调整，但并未真正做到纳入燃烧控制系统中，不能高效发挥炉膛温度场指导燃烧的目的。
技术实现要素：
4.针对相关技术中的上述技术问题，本发明提供一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧控制系统及方法，能够解决上述问题。
5.为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧控制系统，包括加热炉，所述加热炉的底端均匀设有若干燃烧器，所述加热炉的一侧上端设有若干热成像仪,所述加热炉的顶端设有炉膛烟气含氧量检测仪，所述燃烧器与燃料管路相连接，所述燃烧器的燃料气进气端设有单燃烧器燃料量调节阀，所述燃料管路的燃料气进气端设有燃料总量调节阀，所述燃烧器的助燃风接口通过空气管路连接鼓风机，所述助燃风接口的助燃风进风端设有空气调节阀，所述热成像仪电连接网络仪，所述网络仪电连接安装有irtool数据处理软件的上位机，所述网络仪、所述燃料总量调节阀、所述单燃烧器燃料量调节阀、所述炉膛烟气含氧量检测仪、所述鼓风机、所述空气调节阀均电连接系统控制器。
6.一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s100、经安装在加热炉上的多台热成像仪获取炉内高温辐射能量信号并处理以获取火焰辐射图像，所获取的火焰辐射图像经网络仪传输给上位机进行处理；s200、所述上位机中存储有预置的炉膛温度场预测模型，所述上位机实时接收火焰辐射图像，并利用炉膛温度场预测模型根据需要输出当前温度场分布信息，所述上位机根据当前温度场分布信息生成火焰图像处理信息；s300、系统控制器接收到火焰图像处理信息并生成控制指令对燃烧器（2）的燃烧及运行进行优化控制。
7.进一步的，将炉膛温度场通过网格划分，网格点上的最高温度与全部燃烧器的燃料供给量相关联，温度场网格局域温度值与同一区域内的燃烧器燃烧工况相关联。
8.进一步的，所述系统控制器通过控制燃料总量调节阀从而控制全部燃烧器的燃料供给量。
9.进一步的，所述系统控制器通过控制单燃烧器燃料量调节阀和空气调节阀从而控制每个燃烧器燃烧工况。
10.进一步的，所述系统控制器通过控制炉膛烟气含氧量检测仪和鼓风机从而控制炉膛燃烧的空气总量。
11.本发明的有益效果：本发明在炉膛内布置多个红外热像仪，获取炉膛火焰辐射形成的温度场，经上位机irtool处理软件的数据分析及处理，拟合整定影响温度场网格点上各个燃烧器的燃料量、风量分配比例变化，从而实现加热炉温度分布均衡、运行高效、烟气排放低氮氧化物的优化控制。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
14.图1是本发明实施例所述的一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧控制系统的结构示意图；图2是本发明实施例所述的一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧的控制原理图；图3是本发明实施例所述的燃料总量调节阀对燃料气进给总量控制的过程逻辑图；图4是本发明实施例所述的鼓风机对进风量控制的过程逻辑图；图5是本发明实施例所述的单燃烧器燃料量调节阀控制各燃烧器的燃料进给量的过程逻辑图；图6是本发明实施例所述的空气调节阀控制各燃烧器的空气进给量的过程逻辑图。
15.图中：1、加热炉；2、燃烧器；3、炉膛温度场；4、热成像仪；5、网络仪；6、上位机；7、系统控制器；8、燃料总量调节阀；9、单燃烧器燃料量调节阀；10、炉膛烟气含氧量检测仪；11、燃料管路；12、鼓风机；13、空气调节阀。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种加热炉多燃烧器炉膛燃烧控制系统及方法，包括加热炉1、多台燃烧器2、多台热成像仪4、网络仪5、安装有irtool数据处理软件
的上位机6、系统控制器7、燃料总量调节阀8、单燃烧器燃料量调节阀9、燃料管路11、炉膛烟气含氧量检测仪10、鼓风机12、多台空气调节阀13、空气管路14构成。当加热炉1炉内燃烧时，通过多台热成像仪4获取火焰辐射图像并传输给上位机6，上位机6生成三维温度场图并获取每个燃烧区域的燃烧数据，随后经过分析计算处理生成火焰图像处理信息，并反馈到燃烧器2，从而对燃烧器2的燃烧及运行形成一个闭环的优化控制。
18.本发明的一个实施例中，如图3所示是燃料总量调节阀8对燃料气进给总量控制的过程逻辑图，燃料总量调节阀8用于控制燃料气总供给量，其控制信号与火焰辐射温度场最高温度相关联。
19.本发明的一个实施例中，如图5所示是单燃烧器燃料量调节阀9控制各燃烧器的燃料进给量的过程逻辑图，各单燃烧器燃料量调节阀9分别用于控制各燃烧器2的燃料量，单燃烧器燃料量调节阀9的控制信号与燃烧器位置的火焰辐射温度场对应网格点温度相关联；如图6是空气调节阀13控制各燃烧器的空气进给量的过程逻辑图，各个燃烧器2的进风量分别与燃烧器位置的火焰辐射温度场对应网格点温度配比量相关联，各燃烧器的配比进风量由空气调节阀13来调节。网格点的温度值，反应炉膛温度的均衡性，网格点的温度优化控制是通过单燃烧器燃料量调节阀9（tv-1a、tv-2a
……
tv-na）和空气调节阀13（ou-1a、ou-2a
……
ou-na）来控制各燃烧器的燃料进给量和空气进给量来实现。
20.本发明的一个实施例中，如图4所示为鼓风机对进风量控制的过程逻辑图，空气总量的确定由燃烧器燃烧后所产生的烟气中的含氧量来确定，烟气中的含氧量经炉膛烟气含氧量检测仪10采样所取得的信号直接送系统控制器7作用于鼓风机12（变频器）上。空气总量的控制，除影响炉膛温度场的均衡外还影响烟气排放量及燃烧器2的火焰优化控制（包含烟气排放量、燃料燃尽量即烟气中co含量、烟气中氮氧化物含量的控制）。
21.本发明的一个实施例中，上位机6中设有炉膛温度场预测模型，炉膛温度场预测模型的更新步骤通常包括以下几个主要环节，首先需要建立一个炉膛测温系统，该系统能够采集炉膛内不同位置的温度数据。可以使用多个传感器或红外测温仪等设备进行实时温度监测，并将数据传输给计算机系统。利用数值模拟方法，基于炉膛的几何形状、边界条件、燃烧参数等，建立炉膛温度场的数学模型。该模型可以描述炉膛内温度在空间和时间上的分布规律。通过数值求解方法，可以计算得到炉膛内各个位置的温度数值。根据已有的测量数据和数值模拟计算结果，建立炉膛温度场的预测模型。可以使用统计分析、机器学习或神经网络等方法，将温度测量数据与数值计算结果进行拟合和训练，以建立一个准确预测温度场分布的模型。将新获得的温度测量数据输入到预测模型中，使用该模型对未来的温度场进行预测。预测的结果可以用于调整炉膛操作参数，实现温度场分布的控制和优化。同时，根据预测结果与实际测量数据的差异，可以对预测模型进行更新和修正，提高预测的准确性。通过不断采集新的测量数据、进行数值计算和预测模型的更新，可以实现炉膛温度场预测模型的持续优化和改进。这样可以提高炉膛的温度控制精度，优化燃烧过程，并提高炉膛的能效和安全性。
22.综上所述：本技术可引入炉膛温度场典型点的取值以及代表炉膛燃烧均衡性的计算值，结合炉膛温度场对燃料气调节阀、鼓风机、空气调节阀的快速响应性，实现加热炉燃烧器燃烧优化的类串级控制，兼顾的燃烧优化控制的快速性和精确性，为后续加热炉炉膛热平衡提供保证。
23.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。