油田站場常壓與承壓采暖系統效果對比

焦文龍 大慶油田設計院

目前，油田站場內供暖系統按照鍋爐形式不同，分為常壓和承壓兩種不同的系統。常壓鍋爐供暖系統事實上就是一個開放式的供暖系統，承壓鍋爐則是密閉的供暖系統[1]。這就是常壓鍋爐與承壓鍋爐最大的不同。

常壓鍋爐供暖系統中的循環泵在設計過程中通常安裝在供水干管，循環泵將系統熱水提升到系統最高點。從本質上來說，在常壓鍋爐系統中熱水循環泵只是一個增壓泵，與承壓系統克服循環系統阻力的循環泵相比，揚程較大，導致能耗要高很多。

一般常壓鍋爐的設計供回水溫度多數都是85℃/60℃。而承壓鍋爐的供回水溫度則為95℃/70℃，系統的設計壓力通常可達到0.4~0.6MPa，熱功率相同的常壓和承壓鍋爐在為系統提供相同熱功率時，系統中循環的熱水溫度是不同的。

下面以油田內某兩個注入站為例（其中一個采用常壓鍋爐采暖系統供暖，另一個采用承壓鍋爐采暖系統供暖），對注入站內注入泵房供暖效果進行對比分析。

假設這兩個注入站內注入泵房采用的散熱器均是明裝鑄鐵四柱體散熱器，散熱器的散熱形式主要是輻射和對流方式[2]。這兩種方式的散熱效果相同，供熱介質的溫度差異主要影響著輻射散熱，對于散熱器本身來說，其散熱量為

式中K為傳熱系數（W/(m2·℃)）；A為散熱器面積（m2）；ΔT為供熱溫差（℃）； β1為散熱器片數修正系數；β2為管道內水冷卻系數；β3為散熱器安裝方式修正系數。

對于鑄鐵四柱散熱器，每八片的傳熱系數為

ΔT按下式計算

式中 t′為熱水溫度（℃）；t″為回水溫度（℃）；tn為室內計算溫度（℃）。

假設鍋爐的額定熱功率均為1.4MW，室外環境平均溫度相同。按注入泵房最低供暖溫度取室內計算溫度tn=16℃，外網干線的散熱損失不計。對于常壓鍋爐供暖系統，ΔT1=56.5℃，K1=2.047×56.50.35=8.401W/(m2·℃)；承壓供暖系統，ΔT2=66.5 ℃， K2=2.047×66.50.35=8.894W/(m2·℃)。顯然常壓鍋爐供暖系統比承壓鍋爐供暖系統散熱器的傳熱系數要小。于是散熱量?1=474.66A β1β2β3， ?2=591.45 A β1β2β3。 對 于 相 同 的β1、β2、β3、 A 值，可得到散熱量 ?1=0.8?2，由此可以得出，在相同條件下常壓鍋爐供暖系統的散熱量只是承壓鍋爐供暖系統的80%[3]。

綜上所述，當在相同的供暖條件下，常壓鍋爐系統的供暖效果比承壓鍋爐系統的供暖效果差。要想提高常壓鍋爐系統的供暖效果，就必須采用延長供暖時間的方式，還要核算供暖系統自身的供熱能力才能夠確保供熱效果。

[1]趙淑珍，劉宗信．大型鍋爐房系統的設計與研究[J]．天然氣與石油，2011，29（2）：75-78.

[2]常虹，張佩東．常壓熱水鍋爐房設計[J]．中國西部科技，2011，10（25）：12-13.

[3]程群英，單紅星．淺談常壓熱水鍋爐房的設計[J]．制冷與空調，2012，26（1）：48-51.