集输系统加热炉节能技术

陈朝林 大庆油田采油三厂

集输系统加热炉节能技术

陈朝林 大庆油田采油三厂

目前萨北油田建有生产工艺用各类加热炉二百多台。集输系统加热炉主要存在问题有：在用加热炉使用时间较长，加热炉热效率较低；加热炉热负荷偏低，过剩空气系数偏高。通过分析影响加热炉节能因素，对加热炉进行了工艺改造。在老油田改造工程中安装了高效节能燃烧器，该装置具备自动点火和熄火保护功能，通过控制燃料气流量，调节燃料、空气混合比，提高加热炉效率。

集输系统；加热炉；热损失；节能

1 存在的问题

目前萨北油田建有生产工艺用各类加热炉二百多台。集输系统加热炉主要存在问题有：在用加热炉使用时间较长，加热炉热效率较低；加热炉热负荷偏低，过剩空气系数偏高。分析原因认为：①早期安装的加热炉负荷较低、加热效率下降、腐蚀结垢严重；②加热炉监测力度不够，无法保证加热炉的运行状态达到最佳；③加热炉运行缺乏完善的维护保养机制。

2 影响因素分析

加热炉节能的有效途径是减少热损失。加热炉的热损失及其影响因素大致有三种：

（1）排烟热损失。排烟温度越高，热损失越大。排烟温度每提高12～15℃，热损失将增加1%。由加热炉检测报告得出加热炉的排烟损失最高可达30.3%，平均散热损失14.4%。

（2）气体不完全燃烧热损失。这种热损失是由于部分甲烷、氢、一氧化碳等可燃气体未完全燃烧放热而随烟气排出造成的。

（3）散热损失。散热损失是炉体表面温度高于环境温度，将热量散失于环境中的热损失。根据加热炉检测报告得出散热损失最高可达32.49%，平均散热损失16.7%。

3 加热炉节能技术的应用

3.1 节能型加热炉的使用

（1）真空加热炉。真空加热炉采用真空相变换热技术，换热过程是利用真空控制阀把加热炉顶部空间抽成真空，水作为传热介质吸收燃料燃烧供给的汽化热而蒸发，蒸汽在释放热量后冷凝成液滴回落至液相空间，形成动态热平衡。

（2）可抽式加热炉的使用。油田注聚以后，采出液黏度增加，加快了烟火管的结焦进程和破损速度。2003年研制开发了可抽式加热炉。其主要特点是改变了以往炉内清垢不彻底的弊端，可将烟火管抽出炉体进行清垢。

3.2 工艺改造

通过技术改造，改善燃料燃烧效果，或回收加热炉烟气热量后再利用。

（1）加热炉燃料气系统改造。加热炉燃料气燃烧不完全，致使加热炉耗气量大，能源浪费。为此对加热炉燃料气系统进行改造，改造图见图1。

图1 加热炉燃料气系统改造

（2）加热炉烟气热量回收预热空气。正压原稳装置加热炉正常运行时，排放的烟气量达到了26.6×104m3/d，排烟温度高达250～313℃，利用热管技术，可以将这部分热量回收利用。

3.3 已建加热炉节能技术改造

（1）高效节能燃烧器。在老油田改造工程中对加热炉燃烧系统进行改造，安装高效节能燃烧器，该装置具备自动点火和熄火保护功能。通过控制燃料气流量，调节燃料、空气混合比，提高加热炉效率。

（2）膜法富氧技术。膜法富氧技术系利用空气中氧和氮透过富氧膜时的渗透速率不同，在压力差驱动下，通过膜得到空气中的氧气。膜法富氧技术应用在油田加热炉上，可降低空气过剩系数，提高热效率，节约能源。

（3）老式二合一加热炉的高效热管换热技术改造。由于高效热管具有的传热速度快、轴向传热能力强、传热效率高的优点，可快速将高温烟气热量传递到水中，降低烟气温度、提高加热炉热效率。加热炉高效热管换热改造方案是在加热炉火管后部空间安装90根高效热管。

4 结论

（1）加热炉低负荷运行的情况较为严重，当2台及以上同类型加热炉低负荷运行时，可合并为1台使用，使加热炉在高负荷状态下运行。

（2）对于热负荷高、加热炉经检测仍可使用的二合一加热炉，安装高效热管是提高加热炉的热效率的有效措施。

（3）引进可靠耐用的自动控制燃烧技术，使控制技术数字化，减少加热炉人为因素造成的低效高耗使用。

（栏目主持张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.036