燃油加熱爐運(yùn)行效率的改良

張慶民

摘 要：加熱系統(tǒng)是聯(lián)合站運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加熱系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)劣主要取決于加熱爐。本文從改良加熱爐燃燒器的運(yùn)行狀況和調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)入手，論述了提高加熱爐運(yùn)行效率的方法，這既保障系統(tǒng)的高效運(yùn)行，又達(dá)到節(jié)約能源的目的。

關(guān)鍵詞：加熱爐；效率；改良

草西聯(lián)合站擔(dān)負(fù)著整個(gè)草西地區(qū)的油水集輸任務(wù)，由于天然氣量不足，原油循環(huán)的系統(tǒng)溫度達(dá)不到生產(chǎn)需求。2012年11月，站內(nèi)安裝兩臺(tái)油氣兩用加熱爐，以提高系統(tǒng)加熱溫度。加熱爐使用初期，出現(xiàn)管經(jīng)常結(jié)焦，排煙溫度低，冒黑煙等問(wèn)題，不能正常運(yùn)行。

1 加熱爐運(yùn)行現(xiàn)狀

加熱爐安裝投運(yùn)后，跟蹤調(diào)查一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）結(jié)焦嚴(yán)重。（2）排煙溫度高。（3）煙管結(jié)灰垢速度快。（4）油耗高。（5）熱效率低。

2 原因分析

造成加熱爐結(jié)焦嚴(yán)重，運(yùn)行效率差的原因如下：

2.1 霧化器各部件不匹配

霧化器由油嘴，霧化片，火筒，旋風(fēng)板構(gòu)成。具有一定壓力和溫度的燃料油，通過(guò)油嘴，被霧化成細(xì)小顆粒，進(jìn)入爐膛。燃燒時(shí)新的空氣通過(guò)旋風(fēng)板也進(jìn)入爐膛，與油滴混合形成油氣，開(kāi)始燃燒。

油嘴：油嘴直徑的大小，影響霧化的質(zhì)量。進(jìn)入油嘴的油壓是一定的，油嘴過(guò)細(xì)，霧化壓力大，霧化角大；油嘴過(guò)粗，霧化壓力小，霧化角小。另外在多次清焦中發(fā)現(xiàn)火筒及爐膛壁結(jié)焦嚴(yán)重，可能是油嘴過(guò)細(xì)，霧化角變大，噴附在火筒及爐膛壁上，形成結(jié)焦。

霧化片：霧化片孔徑過(guò)細(xì)，霧化角大，爐膛易結(jié)焦；過(guò)粗，減小霧化角，油滴顆粒大，燃燒不充分。從結(jié)焦情況分析，霧化空偏小。

火筒：火筒的直徑和長(zhǎng)度要與霧化角相匹配，從火筒結(jié)焦嚴(yán)重上來(lái)分析，可能是火筒直徑小，長(zhǎng)度大，阻止了霧化油器的噴出。

旋風(fēng)板：空氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)器作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與油滴充分混合，達(dá)到經(jīng)濟(jì)而又穩(wěn)定的燃燒。

從以上分析可知，霧化器由油嘴，霧化片，火筒，旋風(fēng)板組成，四個(gè)主要部件的配合程度決定了霧化器的霧化質(zhì)量。

綜上所述，對(duì)霧化器的部件作了調(diào)整：① 更換了大直徑的油嘴。更換油嘴后，進(jìn)入霧化器壓力降低，霧化角變小。② 我們將孔徑為1.6mm的霧化片更換為1.8mm，更換大孔徑的霧化片同樣也減小了霧化角。③ 加粗了火筒直徑，減小長(zhǎng)度，更換大風(fēng)量旋杯式的旋風(fēng)器，使之得到最好的霧化效果。

2.2 燃油壓力低

燃油的壓力影響霧化器的霧化質(zhì)量，霧化質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到燃料的燃燒程度，從而決定加熱的效率。據(jù)加熱爐說(shuō)明書(shū)介紹，此臺(tái)加熱爐的霧化壓力保持在0.8MPa，就能達(dá)到良好的霧化效果。為此，在保持壓力在0.8MPa左右運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)爐膛結(jié)焦嚴(yán)重，這是因?yàn)閴毫Ρ３衷?.8MPa是針對(duì)加熱爐燃用稀油或重油時(shí)而言，而我們的燃料為原油，應(yīng)該提高霧化壓力。2013年1月在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)，將燃油壓力逐步提高，在燃油壓力提高到1.2Mpa，排演溫度能夠控制在130℃左右，霧化效果最好。

2.3 燃油溫度

燃油溫度的高低，決定燃油的粘度，原油的粘度決定霧化質(zhì)量，粘度大，油噴嘴出力降低，不易霧化，但油溫達(dá)到一定數(shù)值后，粘度變化很小，霧化質(zhì)量改善不多，能耗增加，所以油溫過(guò)熱也不合適。

3 實(shí)施措施

儲(chǔ)油罐中的稀油經(jīng)輸油泵提壓，進(jìn)入爐前電加熱器加熱，進(jìn)入爐膛霧化燃燒。燃油在儲(chǔ)油罐中的溫度僅在40-50℃左右，經(jīng)6KW的電加熱器加溫后，溫度在80℃左右，顯然不能滿足燃油加熱130℃的要求。因此制定了多次加熱來(lái)提高燃油溫度的對(duì)策。

提高儲(chǔ)油罐中的油溫：2013年1月份在儲(chǔ)油罐中加裝了2個(gè)15KW的電加熱器，將儲(chǔ)油罐內(nèi)溫度保持在70-85℃之間，低于70℃，打開(kāi)電加熱管進(jìn)行加熱；高于85℃，關(guān)閉電加熱管。因?yàn)閮?chǔ)油罐為常溫常壓加熱，加熱溫度過(guò)高，油蒸氣濃度高，存在安全隱患。因此把加熱溫度定在70-85℃之間。運(yùn)行了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，即使采用了油罐內(nèi)加熱的方法，爐前油溫仍然達(dá)不到要求，僅能提升至95℃。

經(jīng)研究后提出了再加裝一個(gè)電加熱器的建議，即在爐前添加一個(gè)10KW的電加熱器，這樣就形成了三次加熱的輸送流程，儲(chǔ)油罐中的原油（約40-50℃），先經(jīng)儲(chǔ)油罐中電加熱器加溫至至70-85℃，由輸油泵加壓后進(jìn)入10KW電加熱器加熱，再進(jìn)入6KW電加熱器加熱，由溫度升至130℃左右。

4 實(shí)施效果

對(duì)策實(shí)施以來(lái)，霧化質(zhì)量得到了明顯的改善，主要表現(xiàn)在：

4.1 油嘴結(jié)焦速度減慢：措施實(shí)施前，平均每3-4天油嘴結(jié)焦一次；實(shí)施后共運(yùn)行101天，油嘴清焦4次，

4.2 煙管清灰頻率減慢：經(jīng)統(tǒng)計(jì)運(yùn)行的101天中，煙管清焦3次，平均每34天清灰一次，可保證正常運(yùn)行。

4.3 排煙溫度降低：2013年1月份排煙溫度在255℃，三次加熱實(shí)施后，排煙溫度降至150℃左右。

4.4 油耗降低：實(shí)施前運(yùn)行20天，耗油4.2噸/日；措施實(shí)施后，日平均耗油僅3.6噸。

4.5 效率提高：在日油耗減少的同時(shí)，加熱爐的出口油溫由50℃提高到目前的60℃，加熱爐效率明顯提高，達(dá)到了設(shè)計(jì)熱效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)加熱爐燃燒器和運(yùn)行參數(shù)的改良，改變了加熱爐頻繁清焦、頻繁維修和油耗大、燃燒效率低的狀況，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。endprint