油田加熱爐運行分析

劉保迎

大慶油田 技術監督中心 （黑龍江 大慶 163453）

油田加熱爐運行分析

劉保迎

大慶油田 技術監督中心 （黑龍江 大慶 163453）

通過對大慶油田2011年正常運行的400臺加熱爐運行效率進行測試，分析了加熱爐負荷率、排煙溫度、過剩空氣系數對加熱爐效率的影響，提出了提高加熱爐運行效率的措施。

加熱爐 效率 參數

在油田生產中，加熱爐是應用普遍的重要熱工設備。大慶油田目前運行加熱爐有1 400臺左右。每年消耗天然氣1 000多萬m3，屬于能源消耗大戶。加熱爐運行狀況如何，不僅直接影響原油的生產成本，而且關系到油田節能減排任務的完成。

1 大慶油田加熱爐運行現狀

2011年，通過對大慶油田正常運行的400臺加熱爐運行效率進行測試,加熱爐平均運行負荷率為52.19%；加熱爐平均運行效率為81.31%；加熱爐平均運行空氣系數為1.65；加熱爐平均運行排煙溫度為175℃,大慶油田各主要生產單位加熱爐測試結果見表1。

2 加熱爐運行參數分析

2.1 不同容量加熱爐各項運行指標

2011年測試加熱爐包括從0.29～11.74MW各種容量加熱爐，容量在3MW以上加熱爐排煙溫度高于其他容量加熱爐，平均為227℃；容量在1MW以下加熱爐運行效率低于其他容量加熱爐，平均為77.92%,不同容量加熱爐的各項指標平均值見表2。

2.2 加熱爐負荷率對加熱爐熱效率影響

加熱爐運行負荷對加熱爐熱效率有直接影響，隨著負荷率增加，加熱爐熱效率也在逐步提高，當負荷率大于30%，加熱爐效率有明顯提高；當負荷率再繼續增大時,加熱爐效率繼續提高，提高幅度隨負荷率增加逐漸平緩,如圖1所示。

2.3 加熱爐排煙溫度及空氣系數對效率影響

加熱爐散熱損失是影響加熱爐熱效率的主要因素，排煙溫度、過剩空氣系數對散熱損失影響很大。

表1 2011年大慶油田加熱爐節能測試結果表

表2 不同容量加熱爐的各項指標

（1）排煙溫度影響。加熱爐容量選擇1.74MW，負荷率為63.46%，過剩空氣系數為1.42時，加熱爐排煙溫度每提高10℃，加熱爐效率降低約0.55%，如表3所示。

（2）過剩空氣系數影響。加熱爐容量選擇1.74 MW，負荷率為63.46%，排煙溫度為182℃，過剩空氣系數每提高0.1，加熱爐效率降低平均0.6%，如表4所示。

3 加熱爐運行參數評價分析

根據石油行業標準SY/T 6275-2007《油田生產系統節能監測規范》中的規定[1]，對大慶油田加熱爐運行狀況進行綜合評價分析，如表5所示。從表5中看出，大慶油田加熱爐總體運行狀況良好，部分加熱爐運行效率較低，沒有達到標準要求,其主要原因是加熱爐排煙溫度過高以及過剩空氣系數過大。

3.1 加熱爐排煙溫度高原因

（1）加熱爐爐體內部結垢，加熱爐長時間運行后，爐體內壁及盤管產生污垢，結垢的受熱面熱傳導效率下降，部分熱量未被利用，從煙道排出，從而導致排煙溫度上升[2]。

（2）加熱爐配風量過大，將部分熱量直接吹入煙道排出，從而導致排煙溫度上升。

（3）部分高效爐爐膛較短，火焰長度大，煙氣在爐膛內停留時間短，熱量直接進入煙道排出，從而導致排煙溫度上升。

（4）由于生產需要，加熱爐處理量增加，出口溫度要求高，使火焰強度大，從而導致排煙溫度上升。

3.2 加熱爐過剩空氣系數大原因

（1）加熱爐配風量過大，使煙道中未參與燃燒的空氣量增大，從而導致過剩空氣系數增大。

（2）加熱爐煙道漏風，煙道部分位置密封不嚴，使外部空氣進入煙道，從而導致過剩空氣系數增大。

4 提高加熱爐運行效率措施

加熱爐的運行效率受許多方面因素的影響，提高加熱爐運行效率主要措施有以下幾方面。

4.1 熱工測試

表3 加熱爐在不同排煙溫度下的熱效率

表4 加熱爐在不同過剩空氣系數下的熱效率

表5 加熱爐運行狀況綜合評價表

通過對加熱爐的熱工測定，全面了解加熱爐的熱工過程，通過分析、診斷加熱爐運行中的問題，找出其“病因”，進行節能技術改造，并獲得加熱爐運行指標的各項參數，從而找出提高運行效率的有效途徑和方向，及時調整加熱爐工況，使其達到運行的最佳狀態。

4.2 爐體清垢與改造

（1）定期進行加熱爐清垢，提高爐體內換熱效率。

（2）加強爐體密封，包括爐膛內各引出構件，爐殼，爐門等處的密封。爐體密封不嚴，將會造成散熱損失增大。

（3）采用新型爐用材料，優化爐襯結構。爐襯在保證爐子的結構強度和耐熱度的前提下，應盡量提高保溫能力和減少爐墻的散熱損失。

（4）在加熱爐內壁涂高溫高輻射涂料，強化爐內的輻射傳熱，有助于熱能的充分利用，是近期較先進的節能方法[3]。

4.3 自動配風裝置

應用自動配風裝置，適時根據燃料燃燒情況調整配風量,合理調整燃料與空氣配比，避免人工操作不及時，導致配風量過大的問題。

4.4 余熱回收與利用

余熱回收和利用不僅可以有效降低排煙溫度，而且能夠提高燃燒效率。目前，采用常規的管式預熱器既可以有效回收煙氣余熱[4]。

[1]SY/T 6275-2007油田生產系統節能監測規范[S].

[2]姜立新.大慶油田在用加熱爐存在的問題及解決辦法[J].油氣田地面工程，2011,30（10）:51-52.

[3]劉為民，于營波.提高加熱爐效率的新途徑[J].煉油設計,1996，26（6）：38-41.

[4]邢禮花.加熱爐鍋爐燃燒煙氣熱能再利用[J].油氣田地面工程,2005,24（3）:35-36.

Through the test for the operational efficiency of 400 heaters running normally in Daqing Oilfield in 2011,analyses focus on the effect of load factor,exhaust smoke temperature,and excess air parameter on the efficiency of heaters,followed by some suggestions about measures to improve the operational efficiency of heaters.

heater;efficiency;parameter

劉保迎(1973-)，男，現主要從事耗能設備監測工作。

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2012-02-19▏