油田加热炉运行分析

刘保迎

大庆油田 技术监督中心 （黑龙江 大庆 163453）

油田加热炉运行分析

刘保迎

大庆油田 技术监督中心 （黑龙江 大庆 163453）

通过对大庆油田2011年正常运行的400台加热炉运行效率进行测试，分析了加热炉负荷率、排烟温度、过剩空气系数对加热炉效率的影响，提出了提高加热炉运行效率的措施。

加热炉 效率 参数

在油田生产中，加热炉是应用普遍的重要热工设备。大庆油田目前运行加热炉有1 400台左右。每年消耗天然气1 000多万m3，属于能源消耗大户。加热炉运行状况如何，不仅直接影响原油的生产成本，而且关系到油田节能减排任务的完成。

1 大庆油田加热炉运行现状

2011年，通过对大庆油田正常运行的400台加热炉运行效率进行测试,加热炉平均运行负荷率为52.19%；加热炉平均运行效率为81.31%；加热炉平均运行空气系数为1.65；加热炉平均运行排烟温度为175℃,大庆油田各主要生产单位加热炉测试结果见表1。

2 加热炉运行参数分析

2.1 不同容量加热炉各项运行指标

2011年测试加热炉包括从0.29～11.74MW各种容量加热炉，容量在3MW以上加热炉排烟温度高于其他容量加热炉，平均为227℃；容量在1MW以下加热炉运行效率低于其他容量加热炉，平均为77.92%,不同容量加热炉的各项指标平均值见表2。

2.2 加热炉负荷率对加热炉热效率影响

加热炉运行负荷对加热炉热效率有直接影响，随着负荷率增加，加热炉热效率也在逐步提高，当负荷率大于30%，加热炉效率有明显提高；当负荷率再继续增大时,加热炉效率继续提高，提高幅度随负荷率增加逐渐平缓,如图1所示。

2.3 加热炉排烟温度及空气系数对效率影响

加热炉散热损失是影响加热炉热效率的主要因素，排烟温度、过剩空气系数对散热损失影响很大。

表1 2011年大庆油田加热炉节能测试结果表

表2 不同容量加热炉的各项指标

（1）排烟温度影响。加热炉容量选择1.74MW，负荷率为63.46%，过剩空气系数为1.42时，加热炉排烟温度每提高10℃，加热炉效率降低约0.55%，如表3所示。

（2）过剩空气系数影响。加热炉容量选择1.74 MW，负荷率为63.46%，排烟温度为182℃，过剩空气系数每提高0.1，加热炉效率降低平均0.6%，如表4所示。

3 加热炉运行参数评价分析

根据石油行业标准SY/T 6275-2007《油田生产系统节能监测规范》中的规定[1]，对大庆油田加热炉运行状况进行综合评价分析，如表5所示。从表5中看出，大庆油田加热炉总体运行状况良好，部分加热炉运行效率较低，没有达到标准要求,其主要原因是加热炉排烟温度过高以及过剩空气系数过大。

3.1 加热炉排烟温度高原因

（1）加热炉炉体内部结垢，加热炉长时间运行后，炉体内壁及盘管产生污垢，结垢的受热面热传导效率下降，部分热量未被利用，从烟道排出，从而导致排烟温度上升[2]。

（2）加热炉配风量过大，将部分热量直接吹入烟道排出，从而导致排烟温度上升。

（3）部分高效炉炉膛较短，火焰长度大，烟气在炉膛内停留时间短，热量直接进入烟道排出，从而导致排烟温度上升。

（4）由于生产需要，加热炉处理量增加，出口温度要求高，使火焰强度大，从而导致排烟温度上升。

3.2 加热炉过剩空气系数大原因

（1）加热炉配风量过大，使烟道中未参与燃烧的空气量增大，从而导致过剩空气系数增大。

（2）加热炉烟道漏风，烟道部分位置密封不严，使外部空气进入烟道，从而导致过剩空气系数增大。

4 提高加热炉运行效率措施

加热炉的运行效率受许多方面因素的影响，提高加热炉运行效率主要措施有以下几方面。

4.1 热工测试

表3 加热炉在不同排烟温度下的热效率

表4 加热炉在不同过剩空气系数下的热效率

表5 加热炉运行状况综合评价表

通过对加热炉的热工测定，全面了解加热炉的热工过程，通过分析、诊断加热炉运行中的问题，找出其“病因”，进行节能技术改造，并获得加热炉运行指标的各项参数，从而找出提高运行效率的有效途径和方向，及时调整加热炉工况，使其达到运行的最佳状态。

4.2 炉体清垢与改造

（1）定期进行加热炉清垢，提高炉体内换热效率。

（2）加强炉体密封，包括炉膛内各引出构件，炉壳，炉门等处的密封。炉体密封不严，将会造成散热损失增大。

（3）采用新型炉用材料，优化炉衬结构。炉衬在保证炉子的结构强度和耐热度的前提下，应尽量提高保温能力和减少炉墙的散热损失。

（4）在加热炉内壁涂高温高辐射涂料，强化炉内的辐射传热，有助于热能的充分利用，是近期较先进的节能方法[3]。

4.3 自动配风装置

应用自动配风装置，适时根据燃料燃烧情况调整配风量,合理调整燃料与空气配比，避免人工操作不及时，导致配风量过大的问题。

4.4 余热回收与利用

余热回收和利用不仅可以有效降低排烟温度，而且能够提高燃烧效率。目前，采用常规的管式预热器既可以有效回收烟气余热[4]。

[1]SY/T 6275-2007油田生产系统节能监测规范[S].

[2]姜立新.大庆油田在用加热炉存在的问题及解决办法[J].油气田地面工程，2011,30（10）:51-52.

[3]刘为民，于营波.提高加热炉效率的新途径[J].炼油设计,1996，26（6）：38-41.

[4]邢礼花.加热炉锅炉燃烧烟气热能再利用[J].油气田地面工程,2005,24（3）:35-36.

Through the test for the operational efficiency of 400 heaters running normally in Daqing Oilfield in 2011,analyses focus on the effect of load factor,exhaust smoke temperature,and excess air parameter on the efficiency of heaters,followed by some suggestions about measures to improve the operational efficiency of heaters.

heater;efficiency;parameter

刘保迎(1973-)，男，现主要从事耗能设备监测工作。

��路萍

2012-02-19▏