燃油加热炉运行效率的改良

张庆民

摘 要：加热系统是联合站运行的一个关键环节，加热系统运行的优劣主要取决于加热炉。本文从改良加热炉燃烧器的运行状况和调节运行参数入手，论述了提高加热炉运行效率的方法，这既保障系统的高效运行，又达到节约能源的目的。

关键词：加热炉；效率；改良

草西联合站担负着整个草西地区的油水集输任务，由于天然气量不足，原油循环的系统温度达不到生产需求。2012年11月，站内安装两台油气两用加热炉，以提高系统加热温度。加热炉使用初期，出现管经常结焦，排烟温度低，冒黑烟等问题，不能正常运行。

1 加热炉运行现状

加热炉安装投运后，跟踪调查一段时间发现存在以下几个问题：（1）结焦严重。（2）排烟温度高。（3）烟管结灰垢速度快。（4）油耗高。（5）热效率低。

2 原因分析

造成加热炉结焦严重，运行效率差的原因如下：

2.1 雾化器各部件不匹配

雾化器由油嘴，雾化片，火筒，旋风板构成。具有一定压力和温度的燃料油，通过油嘴，被雾化成细小颗粒，进入炉膛。燃烧时新的空气通过旋风板也进入炉膛，与油滴混合形成油气，开始燃烧。

油嘴：油嘴直径的大小，影响雾化的质量。进入油嘴的油压是一定的，油嘴过细，雾化压力大，雾化角大；油嘴过粗，雾化压力小，雾化角小。另外在多次清焦中发现火筒及炉膛壁结焦严重，可能是油嘴过细，雾化角变大，喷附在火筒及炉膛壁上，形成结焦。

雾化片：雾化片孔径过细，雾化角大，炉膛易结焦；过粗，减小雾化角，油滴颗粒大，燃烧不充分。从结焦情况分析，雾化空偏小。

火筒：火筒的直径和长度要与雾化角相匹配，从火筒结焦严重上来分析，可能是火筒直径小，长度大，阻止了雾化油器的喷出。

旋风板：空气经过旋风器作旋转运动，与油滴充分混合，达到经济而又稳定的燃烧。

从以上分析可知，雾化器由油嘴，雾化片，火筒，旋风板组成，四个主要部件的配合程度决定了雾化器的雾化质量。

综上所述，对雾化器的部件作了调整：① 更换了大直径的油嘴。更换油嘴后，进入雾化器压力降低，雾化角变小。② 我们将孔径为1.6mm的雾化片更换为1.8mm，更换大孔径的雾化片同样也减小了雾化角。③ 加粗了火筒直径，减小长度，更换大风量旋杯式的旋风器，使之得到最好的雾化效果。

2.2 燃油压力低

燃油的压力影响雾化器的雾化质量，雾化质量的好坏直接关系到燃料的燃烧程度，从而决定加热的效率。据加热炉说明书介绍，此台加热炉的雾化压力保持在0.8MPa，就能达到良好的雾化效果。为此，在保持压力在0.8MPa左右运行一段时间后发现炉膛结焦严重，这是因为压力保持在0.8MPa是针对加热炉燃用稀油或重油时而言，而我们的燃料为原油，应该提高雾化压力。2013年1月在现场进行了试验，将燃油压力逐步提高，在燃油压力提高到1.2Mpa，排演温度能够控制在130℃左右，雾化效果最好。

2.3 燃油温度

燃油温度的高低，决定燃油的粘度，原油的粘度决定雾化质量，粘度大，油喷嘴出力降低，不易雾化，但油温达到一定数值后，粘度变化很小，雾化质量改善不多，能耗增加，所以油温过热也不合适。

3 实施措施

储油罐中的稀油经输油泵提压，进入炉前电加热器加热，进入炉膛雾化燃烧。燃油在储油罐中的温度仅在40-50℃左右，经6KW的电加热器加温后，温度在80℃左右，显然不能满足燃油加热130℃的要求。因此制定了多次加热来提高燃油温度的对策。

提高储油罐中的油温：2013年1月份在储油罐中加装了2个15KW的电加热器，将储油罐内温度保持在70-85℃之间，低于70℃，打开电加热管进行加热；高于85℃，关闭电加热管。因为储油罐为常温常压加热，加热温度过高，油蒸气浓度高，存在安全隐患。因此把加热温度定在70-85℃之间。运行了一段时间后发现，即使采用了油罐内加热的方法，炉前油温仍然达不到要求，仅能提升至95℃。

经研究后提出了再加装一个电加热器的建议，即在炉前添加一个10KW的电加热器，这样就形成了三次加热的输送流程，储油罐中的原油（约40-50℃），先经储油罐中电加热器加温至至70-85℃，由输油泵加压后进入10KW电加热器加热，再进入6KW电加热器加热，由温度升至130℃左右。

4 实施效果

对策实施以来，雾化质量得到了明显的改善，主要表现在：

4.1 油嘴结焦速度减慢：措施实施前，平均每3-4天油嘴结焦一次；实施后共运行101天，油嘴清焦4次，

4.2 烟管清灰频率减慢：经统计运行的101天中，烟管清焦3次，平均每34天清灰一次，可保证正常运行。

4.3 排烟温度降低：2013年1月份排烟温度在255℃，三次加热实施后，排烟温度降至150℃左右。

4.4 油耗降低：实施前运行20天，耗油4.2吨/日；措施实施后，日平均耗油仅3.6吨。

4.5 效率提高：在日油耗减少的同时，加热炉的出口油温由50℃提高到目前的60℃，加热炉效率明显提高，达到了设计热效率。

5 结束语

对加热炉燃烧器和运行参数的改良，改变了加热炉频繁清焦、频繁维修和油耗大、燃烧效率低的状况，取得了较好的经济效益。endprint