集輸系統加熱爐節能技術

陳朝林 大慶油田采油三廠

集輸系統加熱爐節能技術

陳朝林 大慶油田采油三廠

目前薩北油田建有生產工藝用各類加熱爐二百多臺。集輸系統加熱爐主要存在問題有：在用加熱爐使用時間較長，加熱爐熱效率較低；加熱爐熱負荷偏低，過剩空氣系數偏高。通過分析影響加熱爐節能因素，對加熱爐進行了工藝改造。在老油田改造工程中安裝了高效節能燃燒器，該裝置具備自動點火和熄火保護功能，通過控制燃料氣流量，調節燃料、空氣混合比，提高加熱爐效率。

集輸系統；加熱爐；熱損失；節能

1 存在的問題

目前薩北油田建有生產工藝用各類加熱爐二百多臺。集輸系統加熱爐主要存在問題有：在用加熱爐使用時間較長，加熱爐熱效率較低；加熱爐熱負荷偏低，過剩空氣系數偏高。分析原因認為：①早期安裝的加熱爐負荷較低、加熱效率下降、腐蝕結垢嚴重；②加熱爐監測力度不夠，無法保證加熱爐的運行狀態達到最佳；③加熱爐運行缺乏完善的維護保養機制。

2 影響因素分析

加熱爐節能的有效途徑是減少熱損失。加熱爐的熱損失及其影響因素大致有三種：

（1）排煙熱損失。排煙溫度越高，熱損失越大。排煙溫度每提高12～15℃，熱損失將增加1%。由加熱爐檢測報告得出加熱爐的排煙損失最高可達30.3%，平均散熱損失14.4%。

（2）氣體不完全燃燒熱損失。這種熱損失是由于部分甲烷、氫、一氧化碳等可燃氣體未完全燃燒放熱而隨煙氣排出造成的。

（3）散熱損失。散熱損失是爐體表面溫度高于環境溫度，將熱量散失于環境中的熱損失。根據加熱爐檢測報告得出散熱損失最高可達32.49%，平均散熱損失16.7%。

3 加熱爐節能技術的應用

3.1 節能型加熱爐的使用

（1）真空加熱爐。真空加熱爐采用真空相變換熱技術，換熱過程是利用真空控制閥把加熱爐頂部空間抽成真空，水作為傳熱介質吸收燃料燃燒供給的汽化熱而蒸發，蒸汽在釋放熱量后冷凝成液滴回落至液相空間，形成動態熱平衡。

（2）可抽式加熱爐的使用。油田注聚以后，采出液黏度增加，加快了煙火管的結焦進程和破損速度。2003年研制開發了可抽式加熱爐。其主要特點是改變了以往爐內清垢不徹底的弊端，可將煙火管抽出爐體進行清垢。

3.2 工藝改造

通過技術改造，改善燃料燃燒效果，或回收加熱爐煙氣熱量后再利用。

（1）加熱爐燃料氣系統改造。加熱爐燃料氣燃燒不完全，致使加熱爐耗氣量大，能源浪費。為此對加熱爐燃料氣系統進行改造，改造圖見圖1。

圖1 加熱爐燃料氣系統改造

（2）加熱爐煙氣熱量回收預熱空氣。正壓原穩裝置加熱爐正常運行時，排放的煙氣量達到了26.6×104m3/d，排煙溫度高達250～313℃，利用熱管技術，可以將這部分熱量回收利用。

3.3 已建加熱爐節能技術改造

（1）高效節能燃燒器。在老油田改造工程中對加熱爐燃燒系統進行改造，安裝高效節能燃燒器，該裝置具備自動點火和熄火保護功能。通過控制燃料氣流量，調節燃料、空氣混合比，提高加熱爐效率。

（2）膜法富氧技術。膜法富氧技術系利用空氣中氧和氮透過富氧膜時的滲透速率不同，在壓力差驅動下，通過膜得到空氣中的氧氣。膜法富氧技術應用在油田加熱爐上，可降低空氣過剩系數，提高熱效率，節約能源。

（3）老式二合一加熱爐的高效熱管換熱技術改造。由于高效熱管具有的傳熱速度快、軸向傳熱能力強、傳熱效率高的優點，可快速將高溫煙氣熱量傳遞到水中，降低煙氣溫度、提高加熱爐熱效率。加熱爐高效熱管換熱改造方案是在加熱爐火管后部空間安裝90根高效熱管。

4 結論

（1）加熱爐低負荷運行的情況較為嚴重，當2臺及以上同類型加熱爐低負荷運行時，可合并為1臺使用，使加熱爐在高負荷狀態下運行。

（2）對于熱負荷高、加熱爐經檢測仍可使用的二合一加熱爐，安裝高效熱管是提高加熱爐的熱效率的有效措施。

（3）引進可靠耐用的自動控制燃燒技術，使控制技術數字化，減少加熱爐人為因素造成的低效高耗使用。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.036