加热炉过滤除湿装置

王宇 姜殿军 徐凯 赵蓬 李天祥

摘要：NP1-1D集输站加热炉在使用中发现在潮湿天气、春季杨絮等粉尘环境下无法点火启炉、点火闪爆或点不着火等情况。加热炉停炉后严重影响集输系统平稳运行，给设备的安全运行和管理带来了弊端。通过对进风道加设除湿装置大大降低了加热炉潮湿、粉尘环境下故障率

关键词：加热炉进风除湿;分子筛

一、引言

NP1-1D集输站投产于2008年7月，主要担负着南堡区块油井的掺水伴热及原油外输、污水处理任务。全站共有2台两项分离器、3台一段脱水三相分离器、2台二段脱水三相分离器，3台外输油泵，6台真空相变加热炉，11台外输水及掺水泵，3台注水泵，污水配套系统一套。加热炉是集输站生产平稳的关键运行设备，担负着全区各岛来液的加热和NP1—1D的供暖的重要任务。冀东油田大部分使用机械公司生产的新远牌加热炉，加热炉进风通道为操作间与基座中空的通道，在使用中发现在潮湿天气加热炉燃烧器会因吸入潮湿空气致使燃烧器内部凝结水珠造成加热炉炉膛温度低至设定值后无法点火启炉，另外春季杨絮等粉尘环境下易造成加热炉进风挡板被杂物卡死致使风门被限定出现点火闪爆或点不着火等情况。加热炉停炉后严重影响转油站三相油水分离效果和集输系统平稳运行，给设备的安全运行和管理带来了弊端。

二、存在的問题

改造前加热炉进风通道为操作间与底部水泥基座中空的通道，进风通道狭小且密闭受环境影响大，雨雪或大雾天气进风口附近潮湿，空气中的水分子会通过狭小的流道进入燃烧器内部，在燃烧器的风机高速旋转后在点火电极中形成凝结水珠造成加热炉加热到目标参数停炉后，在炉膛温度降至自动启机的设定值时加热炉点火不成功造成燃烧器报警。在实际生产运行中对燃烧器进行拆卸擦拭后加热炉会在一段时间内运行正常后又因为空气潮湿燃烧器内凝结水珠停机，费时费力的同时无法从根源解决问题。

生产中发现如果进风口附近粉尘等杂质过多会造成进风挡板卡死，造成加热炉过剩空气系数无法调整至正常值易造成气量过大启炉时闪爆或空气量过大无法点火，造成设备调整参数困难、热效率低，现状已不能满足安全、环保、节能等各项标准规范的要求。给生产带来了诸多不便和安全隐患，增加了员工的劳动强度。

三、进风道改造

加热炉进口与进风挡板之间的通道增设挡板当空气经过通道时进行拦截实现对空气中的水气、粉尘进行拦截。

针对除湿材料初步选择有毛毡、多孔生化棉、分子筛，经过筛选试验后选定氧化铝分子筛作为除湿材料。氧化铝分子筛是一种多孔性的铝硅酸盐结晶体，又叫泡沸石。有天然的，也有人工合成的常见的不同型号分子筛有：A型、X型等。经高温活化沸石失结晶水后，晶体内形成许多孔穴，其孔径大小与气体分子直径相近，且非常均匀，依据晶体内部孔穴大小吸附或排斥不同的物质分子，同时根据不同物质分子极性或可极化度而决定吸附的次序，达到分离的效果。分子筛的孔径分布是非常均一的，结构和组成变化明显，具有良好的热稳定性、水热稳定性、较好的化学稳定性等性能。分子筛用于吸附脱水，分子筛对水有较强的亲和力，结构中有大量均匀的几何网状型空穴，这些空穴只允许直径比孔径小的分子进入，起到了筛分分子的选择吸附作用。常用分子筛孔径规格有0.3、0.4、0.5nm，水分子直径为0.27～0.32nm，因此分子筛在吸附脱水方面表现出了较高的选择性。分子筛在吸附脱水方面表现出较高的选择性。分子筛能将混合物中各组分高效分离，分子筛能脱除气体或液体中百分之几乃至痕量的水分。而且操作简单、成本低，并且分子筛在改变温度或改变相对压力的情况下具有良好的再生性能脱附再生循环使用。

通过在加热炉进风墙体贴合处加装框架，并在框架内加入分子筛吸潮除湿、多孔生化棉除粉尘使加热炉进气口达到干燥清洁，此过滤除湿装置在NP1-1D人工岛3台加热炉进行了现场试验使用，并制定了分子筛的更换周期为一个月，未发生频繁停机故障同时分子筛可析出水分，可实现循环使用，成功后，又陆续在集输站进行了推广使用。经过18年一年的测试和应用加热炉潮湿粉尘天气燃烧器故障率下降了83%，解决了恶劣天气下频繁故障停机的难题。

四、效益分析

通过对进风口的改造，可取得以下效果：1、减少人工劳动强度，省时省力，保障了生产的平稳运行。2、减少了人员拆卸燃烧器造成的安全风险及隐患，提高了安全性，3、除湿装置加工价格便宜，维护费用低，节约了成本。改造前每次维修费用在1600元，并且雨雪天气燃烧器只能治标不治本，全年三相运行温度在40℃，外输油含水10%，严重影响了三相区域的平稳运行。改造后设备故障率降低，全年三相运行温度提升至45℃，三相脱水效果好，外输油含水稳定控制在0.05%，污水处理指标悬浮物含量、浊度达标率有显著提高。

参考文献：

[1] 许元栋， 马波， 凌凤香， 等. 中微孔结构沸石分子筛的合成研究进展[J]. 当代化工， 2005， 34（2）： 85-88.

[2] 王英滨， 靳昕， 林智辉. MCM-41中孔分子筛吸附水中Cr（VI）的动力学研究[J]. 硅酸盐学报， 2007， 35（2）： 197-201.