加熱爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與認(rèn)識

【摘 要】加熱爐是原油集輸加熱的主要設(shè)備。本文針對加熱爐在燃燒過程中出現(xiàn)排煙溫度高、燃燒不充分，使加熱爐熱能損失大、燃燒效率降低的問題，結(jié)合某礦某隊某中轉(zhuǎn)站加熱爐系統(tǒng)運行工況及特點，了解加熱爐燃燒器的精細(xì)調(diào)節(jié)技術(shù)，對電子除垢儀等節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的探討，對節(jié)能技術(shù)應(yīng)用情況進行總結(jié)和節(jié)能效果評價，展望加熱爐節(jié)能技術(shù)發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】加熱爐；節(jié)能；除垢；燃燒器

前言

某中轉(zhuǎn)站有加熱爐4臺，采暖爐2臺，用于原油集輸伴熱。2010年中轉(zhuǎn)站加熱爐平均每天運行2臺次，其全年總能耗為675.5萬立方米燃?xì)猓既V總能耗8.26%，其中消耗自產(chǎn)氣105.7萬立方米、外引干氣570.0萬立方米。隨著石油資源的大量生產(chǎn)與消耗，油田節(jié)能形勢日益嚴(yán)峻，作為油田生產(chǎn)的耗能大戶——加熱爐節(jié)能工作也越來越重要。

1 加熱爐存在的主要問題

在加熱爐在運行過程中主要存在以下幾點問題。

（1）加熱爐燃?xì)馀浔炔缓侠?/p>

加熱爐燃?xì)馀浔炔缓侠頃?dǎo)致加熱爐燃燒效果不好，燃?xì)馊紵牟怀浞之a(chǎn)生一些有害氣體（CO、SO2）排放到空氣中，對空氣和環(huán)境造成污染，加熱爐系統(tǒng)效率偏低。

（2）加熱爐冬季管理的不利因素

由于冬季氣溫低，進入爐堂內(nèi)的空氣溫度也較低，使助燃空氣在燃燒過程中吸收大量的熱能，增加了燃料消耗；燃燒空氣溫度低，空氣分子不活躍，燃?xì)馀c空氣混合不充分，影響加熱爐的燃燒效果。另外，燒火間內(nèi)的溫度低，燃料氣管線容易結(jié)冰堵塞，經(jīng)常造成停爐現(xiàn)象。

（3）加熱爐管壁結(jié)垢的影響

由于水質(zhì)等因素的影響，幾乎所有工質(zhì)為水的加熱爐都會出現(xiàn)不同程度的結(jié)垢，管壁結(jié)垢降低了加熱爐的傳熱能力，大量的熱損失也造成了資源的浪費。

2 加熱爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用及效果

針對以上問題，為進一步降低燃?xì)庀摹⑻岣呒訜釥t系統(tǒng)效率，油田技術(shù)人員結(jié)合加熱爐系統(tǒng)運行的特點，近幾年摸索出了加熱爐燃燒器的精細(xì)調(diào)節(jié)技術(shù)，開展了電子除垢儀等綜合節(jié)能措施，取得了較好的節(jié)能效果。

2.1 加熱爐燃燒器精細(xì)調(diào)節(jié)技術(shù)

加熱爐燃燒器精細(xì)調(diào)節(jié)技術(shù)是經(jīng)過技術(shù)工作人員多年來對加熱爐管理的經(jīng)驗總結(jié)出來的，通過對加熱爐各個生產(chǎn)參數(shù)和煙氣中各種組分的含量測算，結(jié)合加熱爐運行時的現(xiàn)場表象，首先判斷影響的主要因素，然后再進行針對性的調(diào)節(jié)。從而使加熱爐始終保持最佳運行狀態(tài)。

2.2 應(yīng)用空氣預(yù)熱裝置

在加熱爐對流室尾部裸露的煙箱和煙囪的底部分別用鐵皮密封，形成高溫導(dǎo)熱密封室，密封室下端與燒火間相連處開口并安裝滑道擋板，氣溫高時將擋板關(guān)閉，防止燒火間內(nèi)溫度過高。氣溫低時打開擋板，密封室與燒火間對流換熱，從而使進入爐堂的空氣升溫。

應(yīng)用該技術(shù)后，系統(tǒng)效率提高了2.42個百分點，單爐日節(jié)氣52.78Nm3。加熱爐排煙溫度降低，抑制汽化潛熱量的排放，抑制了空氣熱污染。。

2.3 應(yīng)用防垢、除垢技術(shù)

眾所周知某油田處于鹽堿地帶，水質(zhì)偏堿性，水中含有大量的鹽、堿懸浮物，極易產(chǎn)生沉淀，沉積于管壁，形成厚厚的水垢，這些水垢阻止了熱量的有效傳導(dǎo)，致使燃料釋放的熱量不能被工質(zhì)充分吸收，造成燃料的浪費。

2.3.1 電子除垢儀

電子除垢儀的核心是一個調(diào)制信號發(fā)生器。采用集成電路和信號處理技術(shù)，產(chǎn)生一種復(fù)雜頻率的調(diào)制信號，通過信號電纜將該調(diào)制信號加在管道上，在管道內(nèi)部產(chǎn)生一個分子力動態(tài)干擾場（ADDMF信號場），作用于管道中的流體和溶于其中的溶鹽分子，產(chǎn)生一種核化效應(yīng)。這種核化效應(yīng)可以改變流體中溶鹽正負(fù)離子的電化學(xué)特性和物理特性，破壞流體中溶鹽正負(fù)離子之間的結(jié)合力，從而改變?nèi)茺}正負(fù)離子之間以及溶鹽分子與其他任何表面之間的粘附特性，阻止流體中的溶鹽沉積產(chǎn)生管垢。對比前后期垢樣（垢樣均為清罐后所結(jié)新垢），前期垢厚為7.18mm，運行一年后錄取垢樣，后期垢厚為3.22mm。

2.3.2 高頻振蕩技術(shù)

高頻震蕩除垢防垢技術(shù)是將超聲波直接作用于熱交換裝置內(nèi)部，利用物垢剛而脆的機械特性進行除垢。超聲波震蕩沿著熱交換設(shè)備的金屬構(gòu)件傳遞至管束上，便產(chǎn)生如下三方面效應(yīng)：一是管束上的積垢持續(xù)不斷的剝落；二是能減緩管束結(jié)垢的速度；三是傳遞到水介質(zhì)中的超聲波使部分硬度鹽在水中直接結(jié)晶化，形成粥樣沉淀。

截至目前，我站在2臺加熱爐上應(yīng)用了此項技術(shù)，以1加熱爐號為例，系統(tǒng)效率效達(dá)到80.5%，比技術(shù)推廣前的77%提高了3.5個百分點，檢查發(fā)現(xiàn)除一層厚度約5mm的油層外，沒有看到結(jié)垢現(xiàn)象，原有垢質(zhì)基本去除。

不足之處：高頻震蕩除垢防垢技術(shù)雖然能夠溶解垢質(zhì)，但最終垢質(zhì)還要析出，只是不再在加熱爐火管這樣的熱交換部件上沉積了，需要結(jié)合定期的排污方式使其排出系統(tǒng)，才能取得較好的效果。

3 幾點認(rèn)識

1、每項加熱爐節(jié)能技術(shù)都有各自的特點和適用性，在應(yīng)用時應(yīng)盡量依托生產(chǎn)實際進行合理的選擇，同時應(yīng)注意技術(shù)的組合應(yīng)用，取長補短，從而達(dá)到最佳效果。

2、加熱爐節(jié)能的重點是更充分地回收煙氣余熱。因此加大加熱爐效率監(jiān)測力度，及時掌握加熱爐爐效并定期清洗爐管灰塵，降低加熱爐燃料消耗，提高加熱爐燃燒效率，這對加熱爐運行效率的提高有很大幫助的。

3、由于對加熱爐節(jié)能工作的重視，近年來應(yīng)用了較多節(jié)能設(shè)備例如自動燃燒器等，也取得了良好的效果，但因設(shè)備種類繁多也帶來了較多不便，建議在下步工作中盡量擇優(yōu)應(yīng)用、統(tǒng)一應(yīng)用。

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[3]楊立軍、廖圣潔.油田加熱爐熱效率測試及節(jié)能方案.2009：31

作者簡介：

李雨晗：女，1992年9月22日出生，學(xué)歷：本科，現(xiàn)從事油田集輸工作。

（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）