真空介质加热炉在油田集输中的应用

李帅（大庆油田有限责任公司第四采油厂）

真空介质加热炉在油田集输中的应用

李帅（大庆油田有限责任公司第四采油厂）

加热炉是油田各大采油厂消耗天然气的主要生产设备，如何有效节约成本，减少耗气量，更好地为油田增效，成了技术人员探讨和改进的重要工作。文中介绍了真空介质加热炉的结构和工作原理以及现场使用情况，并对真空介质加热炉和火筒式加热炉节能情况进行了对比。实践证明，应用真空介质加热炉比火筒式加热炉节省天然气，减轻员工劳动强度，减少不安全隐患，具有推广价值。

真空介质加热炉 集输 节能

加热炉是油气集输系统中一种重要的专用热工设备。目前油田集输系统原油加热多采用火筒式加热炉。2006年10月发现火筒式加热炉炉管烧变形。为解决该问题，我们更换了真空介质加热炉。根据现场使用情况，对真空介质加热炉和火筒式加热炉节能效果进行了分析。经过使用，深受员工的欢迎，节能效果明显。

1 真空介质加热炉结构、工作原理及主要技术参数

1.1 结构组成

盘管、本体、烟囱、烟箱、操作间、燃烧器、火筒、烟管、回烟室、防爆门，见图1。

图1 结构示意图

1.2 工作原理

燃烧器将燃料充分燃烧，热量经加热炉火筒（辐射受热面）及烟管（对流受热面）传递给锅壳内中间介质水，水受热沸腾由液相转为气相蒸发，水蒸汽逐步充满炉体内气相空间，由于盘管内被加热介质及管壁温度远低于蒸汽温度，从而使蒸汽在盘管外壁冷凝，并把热量传递给盘管内介质。冷凝后的水在重力作用下落回水空间。如此循环往复，实现了介质换热过程。

1.3 主要技术参数

主要技术参数见表1。

表1

2 真空介质加热炉现场应用及效果

2006年12月4日2#真空介质加热炉投产，2007年6月11日3#真空介质加热炉投产。为了正确使用真空介质加热炉，掌握真空介质加热炉的能源消耗状况，我们对真空介质加热炉的相关数据进行了跟踪分析。统计2005年至2008年8月燃气情况，与2005年使用前燃气资料进行对比,加热炉吨油耗气下降0.2m3，日节约天然气530m3。年节约天然气19.345×104m3。

2.1 实测集输脱水吨油耗气对比

2005年是真空炉投产前生产运行数据，也是火筒式加热生产运行数据。

2007年是真空炉投产后生产运行数据。2008年是真空炉目前生产运行数据。

统计2005年至2008年8月燃气情况，与2005年燃气资料进行对比，吨油耗气下降1.53m3,平均日节约天然气4058m3，见表2。

表2 集输脱水生产数据对比表

2.2 真空加热炉与火筒式加热炉节气效果对比

为了掌握真空加热炉与火筒式加热炉燃料消耗情况，根据实测加热炉热效率数据，从理论上，计算加热炉耗气量及吨油耗气量，见表3。

表3 加热炉燃气数据对比表

2.2.1 计算方法

根据一段炉和二段炉进口温度、出口温度、含水率、热效率和外输油量，算出加热炉燃料消耗量及吨油耗气量。

燃料消耗量＝外输油量×（出口温度-进口温度）×燃气单耗

2.2.2 计算实例

2003年10月测得火筒式加热炉热效率60%，2007年11月测得真空加热炉热效率82%。

根据表3中数据，2005年外输油量2312t/d，一段炉进口温度41℃，出口温度53℃，含水率10.53%，热效率60%。查出1t原油温升1℃，在含水率10.53%、炉效60%时的燃气单耗为0.1m3。一段炉燃料消耗量为2774m3/d。

用同样方法，根据表3中数据，查出1t原油温升1℃，在含水率0.114%、炉效60%时的燃气单耗为0.08m3。二段炉燃料消耗量为1850m3/d。

加热炉燃料消耗量＝一段炉燃料消耗量+二段炉燃料消耗量＝4624m3/d。

加热炉吨油耗气＝加热炉燃料消耗量/外输油量＝2m3/t。

2005年加热炉平均燃料消耗量是4624m3/d，吨油耗气是2m3/t。

同样方法算出2007年加热炉燃料消耗量4576 m3/d，吨油耗气1.82m3/t

2008年加热炉燃料消耗量4774m3/d，加热炉吨油耗气1.80m3/t。

统计2005年至2008年8月燃气情况，与2005年燃气资料进行对比，加热炉吨油耗气下降0.2m3，日节约天然气530m3。年节约天然气19.345×104m3。

2.3 真空介质加热炉运行特点

1）系统具有两种报警功能，一种是系统运行安全报警，包括炉内压力超高报警和炉内介质液面超低报警。当炉内压力超过0.065MPa时，报警仪发出声光报警，燃烧器自动关闭停止燃烧，当炉内压力降至安全工作压力范围内时，燃烧器再次启动，进入运行状态。另一种是系统运行故障报警，包括燃烧器故障报警、检漏故障报警、燃气泄漏报警。当出现上述任何一种故障时，系统都将发出声光报警，系统自动关闭燃烧器停止燃烧。

2）真空介质炉热效率高，节省天然气。

3）全自动控制—真空介质加热炉燃烧器是德国豪麦德公司生产的燃烧器，并配套使用电脑控制柜，对炉内燃烧进行全自动控制，根据锅筒内温度自动控制燃烧，实现大火和小火之间的转换。真空炉的运行状态和控制参数均在值班室就地显示，出现故障时，有声、光及动态画面显示功能，并提示故障原因，减轻了员工劳动强度。

3 结论

1）真空介质加热炉与火筒式加热炉比，安全，不会发生过烧爆管事故。

2）真空介质加热炉与火筒式加热炉比热效率高，节约天然气。

3）真空介质加热炉用于含水较低的原油加热，节气效果更好。

4）真空介质加热炉可代替火筒式加热炉在油田集输加热系统中应用。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.020

2012-05-12）

李帅，2006年毕业于大庆石油学院，电子科学与技术专业，从事联合站管理工作，E-mail：dqlishuai@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田第四采油厂第一油矿杏六联合站，163411。