輪南作業(yè)區(qū)加熱爐提效技術(shù)改造

孫仁龍 張侃毅 賴德貴 董占元 新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

輪南作業(yè)區(qū)加熱爐提效技術(shù)改造

孫仁龍 張侃毅 賴德貴 董占元 新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

加熱爐是油氣田生產(chǎn)中廣泛使用的加熱設(shè)備，目前塔里木油田加熱爐耗氣量占總耗氣量的35.2%，加熱爐使用過(guò)程中存在耗能高、負(fù)荷率和熱效率偏低等問(wèn)題，未達(dá)到中油股份公司加熱爐（鍋爐）熱效率的要求。結(jié)合塔里木油田輪南作業(yè)區(qū)加熱爐存在的實(shí)際情況，開(kāi)展了加熱爐提效技術(shù)研究，通過(guò)應(yīng)用煙氣余熱回收技術(shù)、空氣預(yù)熱技術(shù)及采用全自動(dòng)電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，提高加熱爐運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

塔里木油田；加熱爐；煙氣余熱回收；空氣預(yù)熱；全比例調(diào)節(jié)燃燒器

1 項(xiàng)目背景

（1）天然氣處理站400×104m3原穩(wěn)裝置的8 MW導(dǎo)熱油爐排煙溫度為258℃，熱效率為82.5%，負(fù)荷率40%，耗氣量323.1×104m3/a（標(biāo)況）。

（2）天然氣處理站40×104m3天然氣處理裝置的1 500 kW導(dǎo)熱油爐排煙溫度為250℃，熱效率為85%，負(fù)荷率113.3%，耗氣量170.9×104m3/a（標(biāo)況）。

（3）輪南作業(yè)區(qū)井口加熱爐共計(jì)13臺(tái)，平均熱效率70.6%，單井加熱爐負(fù)荷率14.5%，耗氣量16.5×104m3/a（標(biāo)況）。

天然氣處理站8 MW導(dǎo)熱油爐和1 500 kW導(dǎo)熱油爐熱效率測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

按照《石油工業(yè)用加熱爐能效限定值及能效等級(jí)（GB24848—2010）》中加熱爐節(jié)能評(píng)價(jià)值的要求，輪南作業(yè)區(qū)加熱爐能效測(cè)試具體分析見(jiàn)表2。

表1 輪南作業(yè)區(qū)天然氣處理站加熱爐熱效率測(cè)試結(jié)果

2 加熱爐提效改造對(duì)策

一般加熱爐提效主要從以下方面考慮[1]：

（1）更新低效高耗加熱爐。

（2）配套節(jié)能型高效燃燒器。

夾逼定理常用于求數(shù)列極限中的無(wú)窮和的極限問(wèn)題。若和的各項(xiàng)為分式，且各分母不同(但為等價(jià)無(wú)窮大)，則可以通過(guò)各項(xiàng)分母的放縮(保持等價(jià)性)以形成公分母，達(dá)到通分化簡(jiǎn)的效果，再用夾逼原理求極限。

（3）配套輻射定向吸熱節(jié)能技術(shù)。

（4）加熱盤管清垢防垢技術(shù)。

（5）加熱爐余熱回收技術(shù)。

本次改造將從3個(gè)方面進(jìn)行：

（1）對(duì)于8 MW導(dǎo)熱油爐，在真空加熱爐尾部安裝煙氣余熱冷凝器裝置。

表2 輪南作業(yè)區(qū)加熱爐能效測(cè)試分析

（2）1 500 kW導(dǎo)熱油爐采用高溫?zé)犸L(fēng)型燃燒器替換原有燃燒器，安裝空氣預(yù)熱器。

（3）單井加熱爐燃燒器更換為全自動(dòng)電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，并進(jìn)行相應(yīng)控制系統(tǒng)改造。

3 加熱爐提效改造實(shí)施

3.1 8MW導(dǎo)熱油爐余熱回收改造

天然氣處理站內(nèi)的清水換熱器E-701熱源為8 MW導(dǎo)熱油爐導(dǎo)熱油，此次在真空加熱爐尾部安裝煙氣余熱冷凝器裝置，使清水進(jìn)入煙氣余熱冷凝器裝置與高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱，不再需要8 MW導(dǎo)熱油爐提供熱源，從而減少了燃?xì)庥昧俊?/p>

煙氣冷凝器裝置材料采用翅片高效換熱技術(shù)制作，設(shè)備內(nèi)部與煙氣接觸的碳鋼部分采用航天部高級(jí)陶瓷防腐漆處理，下部設(shè)置有冷凝水收集器，可以有效收集煙氣冷凝水，杜絕冷凝水倒灌加熱爐。煙氣冷凝器主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。改造后煙氣冷凝器節(jié)能率見(jiàn)表4。

表3 煙氣冷凝器主要技術(shù)參數(shù)

表4 煙氣冷凝器節(jié)能率測(cè)試

3.2 1500 kW加熱爐余熱回收改造

采用高溫?zé)犸L(fēng)型燃燒器替換原有燃燒器，安裝空氣預(yù)熱器加熱進(jìn)爐的空氣，再回爐助燃。利用煙氣熱源進(jìn)行熱交換，以提高加熱爐進(jìn)風(fēng)溫度，強(qiáng)化和促進(jìn)燃燒。改造完成后，加熱爐排煙溫度由250℃降至150℃，可使助燃空氣溫度由20℃提升至125℃?？諝忸A(yù)熱器節(jié)能率測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5 空氣預(yù)熱器節(jié)能率測(cè)試

3.3 井口加熱爐燃燒器更換

單井加熱爐燃燒器更換為全自動(dòng)電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，并進(jìn)行相應(yīng)控制系統(tǒng)改造，改造完成后13臺(tái)井口加熱爐熱效率將從目前的70.6%提高至86%，額定節(jié)氣量達(dá)到2.7×104m3/a（標(biāo)況）。

4 結(jié)論

（1）安裝煙氣余熱冷凝器裝置后，8 MW導(dǎo)熱油爐節(jié)氣率8.6%，額定節(jié)氣量31.5×104m3/a。

（2）采用高溫?zé)犸L(fēng)型燃燒器替換原有燃燒器，安裝空氣預(yù)熱器后，1 500 kW導(dǎo)熱油爐額定節(jié)氣量9.2×104m3/a。

（3）13口單井加熱爐燃燒器更換為全自動(dòng)電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，并進(jìn)行相應(yīng)控制系統(tǒng)改造，改造完成后額定節(jié)氣量能夠達(dá)到2.7×104m3/a。

[1]王錄軍，周學(xué)軍，雷鈞，等．長(zhǎng)慶油田加熱爐提效途徑探討[J]．石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014（8）：4-6．

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.003

孫仁龍：助理工程師，2012年畢業(yè)于西南石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，主要從事煉油化工、油氣田地面工程設(shè)計(jì)。

2015-04-19

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