MATHEMATICAL MODEL FOR REFINERY FURNACES SIMULATION

Abstract

A mathematical model for simulation of refinery furnaces is proposed. It consists of two different submodels, one for the process side and another for the flue gas side. The process side is appropriately modeled as a plug flow due to the high velocity of the fluid inside the tubes. The flue gas side is composed by a radiative chamber and a convective section both connected by a shield tube zone. Both models are connected by the tube surface temperature. As the flue gas side model uses this temperature as input data, the process side model recalculates this temperature. The procedure is executed until certain tolerance is achieved. This mathematical model has proved to be a useful tool for furnace analysis and simulation.En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo matemático para simulación de hornos de refinería, el cual consiste en dos sub-modelos diferenciados, uno para simular el lado proceso y otro para simular el gas de combustión. El lado proceso es apropiadamente modelado con un perfil de velocidad plano debido a la alta velocidad del fluido dentro de los tubos. El lado gas de combustión está compuesto por una cámara de radiación y una sección de convección, ambas unidas por una zona de tubos de choque. Los dos sub-modelos interactúan a través de la temperatura de superficie de los tubos, siendo esta un dato de entrada al sub-modelo del lado gas de combustión y es re-calculada por el sub-modelo del lado proceso. Este procedimiento es ejecutado en un ciclo iterativo hasta que cierta tolerancia es alcanzada. Este modelo matemático ha demostrado ser una herramienta muy útil para el análisis y simulación de hornos.

Keywords

• hornos
• simulación
• modelos matemáticos
• refinería de petróleo
• furnace
• simulation
• mathematical models
• oil refinery