油田加熱爐運(yùn)行分析

劉保迎

大慶油田 技術(shù)監(jiān)督中心 （黑龍江 大慶 163453）

油田加熱爐運(yùn)行分析

劉保迎

大慶油田 技術(shù)監(jiān)督中心 （黑龍江 大慶 163453）

通過對大慶油田2011年正常運(yùn)行的400臺(tái)加熱爐運(yùn)行效率進(jìn)行測試，分析了加熱爐負(fù)荷率、排煙溫度、過?？諝庀禂?shù)對加熱爐效率的影響，提出了提高加熱爐運(yùn)行效率的措施。

加熱爐 效率 參數(shù)

在油田生產(chǎn)中，加熱爐是應(yīng)用普遍的重要熱工設(shè)備。大慶油田目前運(yùn)行加熱爐有1 400臺(tái)左右。每年消耗天然氣1 000多萬m3，屬于能源消耗大戶。加熱爐運(yùn)行狀況如何，不僅直接影響原油的生產(chǎn)成本，而且關(guān)系到油田節(jié)能減排任務(wù)的完成。

1 大慶油田加熱爐運(yùn)行現(xiàn)狀

2011年，通過對大慶油田正常運(yùn)行的400臺(tái)加熱爐運(yùn)行效率進(jìn)行測試,加熱爐平均運(yùn)行負(fù)荷率為52.19%；加熱爐平均運(yùn)行效率為81.31%；加熱爐平均運(yùn)行空氣系數(shù)為1.65；加熱爐平均運(yùn)行排煙溫度為175℃,大慶油田各主要生產(chǎn)單位加熱爐測試結(jié)果見表1。

2 加熱爐運(yùn)行參數(shù)分析

2.1 不同容量加熱爐各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)

2011年測試加熱爐包括從0.29～11.74MW各種容量加熱爐，容量在3MW以上加熱爐排煙溫度高于其他容量加熱爐，平均為227℃；容量在1MW以下加熱爐運(yùn)行效率低于其他容量加熱爐，平均為77.92%,不同容量加熱爐的各項(xiàng)指標(biāo)平均值見表2。

2.2 加熱爐負(fù)荷率對加熱爐熱效率影響

加熱爐運(yùn)行負(fù)荷對加熱爐熱效率有直接影響，隨著負(fù)荷率增加，加熱爐熱效率也在逐步提高，當(dāng)負(fù)荷率大于30%，加熱爐效率有明顯提高；當(dāng)負(fù)荷率再繼續(xù)增大時(shí),加熱爐效率繼續(xù)提高，提高幅度隨負(fù)荷率增加逐漸平緩,如圖1所示。

2.3 加熱爐排煙溫度及空氣系數(shù)對效率影響

加熱爐散熱損失是影響加熱爐熱效率的主要因素，排煙溫度、過?？諝庀禂?shù)對散熱損失影響很大。

表1 2011年大慶油田加熱爐節(jié)能測試結(jié)果表

表2 不同容量加熱爐的各項(xiàng)指標(biāo)

（1）排煙溫度影響。加熱爐容量選擇1.74MW，負(fù)荷率為63.46%，過?？諝庀禂?shù)為1.42時(shí)，加熱爐排煙溫度每提高10℃，加熱爐效率降低約0.55%，如表3所示。

（2）過?？諝庀禂?shù)影響。加熱爐容量選擇1.74 MW，負(fù)荷率為63.46%，排煙溫度為182℃，過?？諝庀禂?shù)每提高0.1，加熱爐效率降低平均0.6%，如表4所示。

3 加熱爐運(yùn)行參數(shù)評價(jià)分析

根據(jù)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 6275-2007《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》中的規(guī)定[1]，對大慶油田加熱爐運(yùn)行狀況進(jìn)行綜合評價(jià)分析，如表5所示。從表5中看出，大慶油田加熱爐總體運(yùn)行狀況良好，部分加熱爐運(yùn)行效率較低，沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,其主要原因是加熱爐排煙溫度過高以及過?？諝庀禂?shù)過大。

3.1 加熱爐排煙溫度高原因

（1）加熱爐爐體內(nèi)部結(jié)垢，加熱爐長時(shí)間運(yùn)行后，爐體內(nèi)壁及盤管產(chǎn)生污垢，結(jié)垢的受熱面熱傳導(dǎo)效率下降，部分熱量未被利用，從煙道排出，從而導(dǎo)致排煙溫度上升[2]。

（2）加熱爐配風(fēng)量過大，將部分熱量直接吹入煙道排出，從而導(dǎo)致排煙溫度上升。

（3）部分高效爐爐膛較短，火焰長度大，煙氣在爐膛內(nèi)停留時(shí)間短，熱量直接進(jìn)入煙道排出，從而導(dǎo)致排煙溫度上升。

（4）由于生產(chǎn)需要，加熱爐處理量增加，出口溫度要求高，使火焰強(qiáng)度大，從而導(dǎo)致排煙溫度上升。

3.2 加熱爐過?？諝庀禂?shù)大原因

（1）加熱爐配風(fēng)量過大，使煙道中未參與燃燒的空氣量增大，從而導(dǎo)致過?？諝庀禂?shù)增大。

（2）加熱爐煙道漏風(fēng)，煙道部分位置密封不嚴(yán)，使外部空氣進(jìn)入煙道，從而導(dǎo)致過?？諝庀禂?shù)增大。

4 提高加熱爐運(yùn)行效率措施

加熱爐的運(yùn)行效率受許多方面因素的影響，提高加熱爐運(yùn)行效率主要措施有以下幾方面。

4.1 熱工測試

表3 加熱爐在不同排煙溫度下的熱效率

表4 加熱爐在不同過剩空氣系數(shù)下的熱效率

表5 加熱爐運(yùn)行狀況綜合評價(jià)表

通過對加熱爐的熱工測定，全面了解加熱爐的熱工過程，通過分析、診斷加熱爐運(yùn)行中的問題，找出其“病因”，進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，并獲得加熱爐運(yùn)行指標(biāo)的各項(xiàng)參數(shù)，從而找出提高運(yùn)行效率的有效途徑和方向，及時(shí)調(diào)整加熱爐工況，使其達(dá)到運(yùn)行的最佳狀態(tài)。

4.2 爐體清垢與改造

（1）定期進(jìn)行加熱爐清垢，提高爐體內(nèi)換熱效率。

（2）加強(qiáng)爐體密封，包括爐膛內(nèi)各引出構(gòu)件，爐殼，爐門等處的密封。爐體密封不嚴(yán)，將會(huì)造成散熱損失增大。

（3）采用新型爐用材料，優(yōu)化爐襯結(jié)構(gòu)。爐襯在保證爐子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐熱度的前提下，應(yīng)盡量提高保溫能力和減少爐墻的散熱損失。

（4）在加熱爐內(nèi)壁涂高溫高輻射涂料，強(qiáng)化爐內(nèi)的輻射傳熱，有助于熱能的充分利用，是近期較先進(jìn)的節(jié)能方法[3]。

4.3 自動(dòng)配風(fēng)裝置

應(yīng)用自動(dòng)配風(fēng)裝置，適時(shí)根據(jù)燃料燃燒情況調(diào)整配風(fēng)量,合理調(diào)整燃料與空氣配比，避免人工操作不及時(shí)，導(dǎo)致配風(fēng)量過大的問題。

4.4 余熱回收與利用

余熱回收和利用不僅可以有效降低排煙溫度，而且能夠提高燃燒效率。目前，采用常規(guī)的管式預(yù)熱器既可以有效回收煙氣余熱[4]。

[1]SY/T 6275-2007油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范[S].

[2]姜立新.大慶油田在用加熱爐存在的問題及解決辦法[J].油氣田地面工程，2011,30（10）:51-52.

[3]劉為民，于營波.提高加熱爐效率的新途徑[J].煉油設(shè)計(jì),1996，26（6）：38-41.

[4]邢禮花.加熱爐鍋爐燃燒煙氣熱能再利用[J].油氣田地面工程,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

劉保迎(1973-)，男，現(xiàn)主要從事耗能設(shè)備監(jiān)測工作。

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2012-02-19▏