油田常用加熱爐類型及發展趨勢

孫立明（大慶油田有限公司采油七廠規劃研究設計所，黑龍江 大慶163000）

作為我國油田在地面工程當中最為重要的地面設施之一，油田加熱爐對油氣地面工程的正常運行有著非常重要的作用。在整個油田地面工程當中，從油井的井口加熱一直到成品油的運輸輸送等所有的油田地面工程油田加熱爐都在其中發揮著非常重要的作用。在實際的油田地面工程運行當中，對油田加熱爐進行合理的布置和使用能夠有效地建設油田生產建設成本，提高油氣運輸效率，減少對于油田資源的能量消耗等等。除了這些現如今在油田當中經常廣泛使用油田加熱爐，現如今還有還有新研究的新型加熱爐，比如真空超導加熱爐等等，以便滿足現代油田建設生產對于加熱爐不同類型的需求。本文將主要對現如今常用的四種油田加熱爐的特點、原理以及缺陷進行總結性的分析和闡述，并對油田加熱爐在未來的發展趨勢進行簡要的探討，希望本文能夠對相關油田進行加熱爐選用提供借鑒。

1 油田常用加熱爐

1.1 管式加熱爐

管式加熱爐還可以具體的分為螺旋式和直接式兩種類型的加熱爐。因為管式加熱爐是采用使用火焰直接加熱的方式，所以對加熱爐內的生產介質的換熱溫度很高，能夠對加熱爐內的生產介質進行快速的加熱但是管式加熱爐在對爐內的生產介質進行加熱的過程當中，如果生產介質是容易結垢的介質，那么在加熱過程當中在加熱爐管壁快速地進行結垢，對管式加熱爐的換熱效率產生嚴重的影響。并且如果管壁上的結垢出現不均勻分布的情況，還會導致管式加熱爐部分區域過熱、容易引發爆炸事故。

1.2 火筒式加熱爐

火筒式加熱爐主要運用的工作原理是通過將燃料燃燒的能量通過火筒來對爐內的生產介質進行加熱。當火筒式加熱爐在進行工作的過程當中，需要進行加熱處理的生產介質會通過加熱爐里面的進液分配管計入到火筒式加熱爐的最低部，火筒式加熱爐對生產介質的加熱方式主要是通過吸收眼光和火管的熱量進行加熱。在以往的傳統火筒式加熱爐當中，一般情況下都是采用負壓燃燒的方式為火筒式燃燒爐內的生產介質進行加熱。通過這樣的方式進行加熱生產介質在爐內的結構就不會對火筒式加熱爐的正常工作產生嚴重的影響。但是，由于在火筒式加熱爐里面的生產介質在加熱的過程當中流動速度太慢，在火筒式加熱爐對生產介質進行加熱的過程當中在爐內表殼結垢。所以，火筒式加熱爐在實際的工作過程當中，通常情況下不會對稠油以及采油污水等生產物質進行加熱，避免對火筒式加熱爐產生損傷。

火筒式加熱爐在我國也已經得到了非常廣泛的應用，為了更加適應在油田生產建設的不同需求，各種新型的火筒式加熱爐也被設計出來。比如說火筒式熱管爐就是其中的代表作。火筒式熱管爐通過將以往傳統的火筒式加熱爐和熱管進行有效地結合。這樣不僅能夠讓火筒式熱管爐具有傳統火筒式加熱爐所具有的優勢，而且還能夠采用火筒壁和熱管壁雙重加熱的復式傳熱技術，使得加熱爐在對生產介質進行傳熱的效率更高。火筒式熱管爐是現如今技術比較先進的一種加熱爐類型，兼具傳統火筒式加熱爐和熱管的雙重優勢。

1.3 水套管加熱爐

水套管加熱爐的工作原理和火筒式加熱爐的工作原理和類型都是十分相似的，而水套管加熱爐與火筒式加熱爐不同的地方就在于水套管加熱爐的爐殼內和火管接觸的不再是生產介質而是水。水套管加熱爐的工作原理是首先通過火筒將爐內的水進行加熱，然后在用加熱過后的水對爐內的生產介質進行傳熱。使用水套管加熱爐就能夠很好的避免管式加熱爐和火筒式加熱爐所遇到的問題，不會擔心管內產生的結垢以及腐蝕對于加熱爐的影響，并且由于水套管加熱爐的火筒并沒有直接地接觸加熱爐內的生產介質，所以比前面兩種加熱爐具有更高的安全性。

1.4 相變加熱爐

相變加熱爐相對于前面的幾種類型的加熱爐算是一種新型的加熱爐。相變加熱爐的工作原理主要是通過燃料燃燒將爐內的水進行加熱沸騰產生汽化的現象，然后通過汽化的水與相變加熱爐的換熱盤進行接觸換熱，然后通過換熱盤對加熱爐內的生產介質進行加熱。相變加熱爐作為一種新型的油田加熱爐，具有高效的傳熱效率、和良好的安全性等優點。近年以來相變加熱爐在我國的各大油田都得到了非常廣泛的應用，并且取得了不錯的應用效果。同樣的為了更加符合油田地面工程在實際的應用，相變加熱爐也設計出了各種各樣的型號，來滿足油田生產建設對于相變加熱爐的實際需求。

以上的四種類型的油田加熱爐是現如今我國各大油田應用最為廣泛的油田加熱爐，有效地掌握以上四種類型的油田加熱爐的實際工作特點以及所存在的缺陷對于油田進行油田加熱爐類型的選用有著非常重要的現實意義。

2 油田加熱爐新技術

2.1 提高加熱爐效率的技術攻關方向

要想對現如今的加熱爐的換熱效率進行進一步地提高，可以從以下的幾個方向對加熱爐的技術難題進行攻克。首先可以研究在油田當中開發井口效率高效并且負荷小的油田加熱爐。這樣就能有效地對井口加熱爐的換熱效率進行進一步地提高。第二對加熱爐的使用的燃料技術進行改進，改用一些清潔型的能源作為油田加熱爐的燃料，這樣就能夠使得油田的空氣清潔指數能夠得到進一步提高，減少燃料對于大氣的污染。第三，對現有加熱爐的換熱技術進行進一步的研究，尋找出更加高效持久的換熱技術，有效地保證加熱爐的換熱效率。第四，提高對于加熱爐燃料所產生的余熱利用率，通過有效地利用加熱爐燃燒燃料所產生的余熱對爐內的生產介質進行加熱，能夠進一步提高加熱爐對于生產介質的加熱效率，促進加熱爐更加高效地運行。最后還可以研究應用自動化技術和監控技術，隨著我國科學技術的不斷發展，現如今自動化技術和計算機網絡技術在各行各業都得到了非常廣泛的應用，對于油田加熱爐的研究也可以加強對于自動化技術和信息化技術的應用，實現油田加熱爐的智能化。

2.2 加熱爐燃燒和傳熱技術

對油田加熱爐的燃燒技術和傳熱技術進行進一步改進和突破是對油田加熱爐技術進行進一步突破和革新的最為有效的方法。現如今的油田加熱爐燃燒技術主要有全自動燃燒技術、無電自動控制技術等等，這對這些燃燒技術還可以進行進一步的完善課改進，有效促進油田加熱爐在未來油田地面工程運行當中的可持續發展。

3 結語

綜上所述，對于油田加熱爐的研制過程幾乎就是我國對于油田的開發歷史，在現如今的油田生產建設過程當中，合理選用油田加熱爐的類型對于油田的開發有著至關重要的作用。相變加熱爐作為一種新型的加熱爐，在傳熱效率和安全性上面都有著巨大的保障，已經憑借著巨大的優勢，在近年來我國各大油田進行廣泛的引入應用。在現如今對于加熱爐的研制當中，主要的發展趨勢是趨向于自動化程度高和安全性強等方面。當然，對油田加熱爐的技術革新，同樣是應用油田加熱爐的重要一環，加強對油田加熱爐的技術研究，是油田加熱爐應用的主要課題之一。