真空加熱爐效率低的原因及排除

摘要：真空加熱爐在運行的過程中，因燃燒器空氣濾網(wǎng)的原因，造成停爐事件，這是因為燃燒器采用的是全自動管理燃燒程序程控器，當進入燃燒器內的空氣比不合適時，燃燒器就會發(fā)出報警并停止工作。當濾網(wǎng)出現(xiàn)破損時，雜質就會通過濾網(wǎng)進入到燃燒器內，造成燃燒器損壞，通過一種新的產(chǎn)品及技術解決了這個難題。

關鍵詞：真空加熱爐;空氣比;效率

一、問題的提出

在油氣田開采過程中，真空加熱爐被廣泛地應用在油氣生產(chǎn)和集輸領域，真空加熱爐由燃燒器、爐膽、對流室、盤管、煙囪等部件組成，其中燃燒器作用是將天然氣與空氣混合成一定比例后進行燃燒。但在加熱爐運行過程中，經(jīng)常發(fā)生停爐事件，這是因為燃燒器采用的是全自動管理燃燒程序程控器，當進入燃燒器內的空氣比不合適時，燃燒器就會發(fā)出報警并停止工作，即使不發(fā)生停爐事件，也將造成天然氣燃燒不充分，熱值下降，有時在風機吸引力的作用下，吸附在濾網(wǎng)上雜質進入到燃燒器內，對加熱爐造成損壞，使加熱爐效率低。

二、故障現(xiàn)象

燃燒器內的火焰方向不定，燒烤燃燒器爐頭，造成燃氣噴頭鼓包變形，爐膛結垢，煙道堵塞。大量的柳絮、楊絮吸附在燃燒器空氣過濾裝置的表面，嚴重時會將濾網(wǎng)堵死，經(jīng)常發(fā)生加熱爐燃燒異常報警和停爐現(xiàn)象，停爐后，燃燒器點火困難，即使成功點火，爐膛內火焰發(fā)紅，燃燒值低。

三、故障原因

為了保障燃燒器的正常工作，在空氣進口處裝有一個過濾裝置，對進入到燃燒器內的空氣進行過濾，防止雜草等較大的雜物進入燃燒器內。但現(xiàn)有的過濾裝置為單層濾網(wǎng)結構，起不到第二次過濾的作用，如若有一處破損，就失去了過濾空氣作用。并且現(xiàn)有過濾裝置的濾網(wǎng)安裝及拆卸均較復雜，不方便清除濾網(wǎng)內的雜質。 在風季，雜草、枯葉及砂粒極易通過濾網(wǎng)，進入到燃燒器噴氣室，堵塞燃氣通道，使燃氣方向改變，造成燃燒器爐頭鼓包變形，嚴重時造成燃燒器爐頭報廢，即便沒有阻礙燃氣通道，雜質進入爐膛后，經(jīng)過高溫的作用，產(chǎn)生的水氣及雜質在爐膛及煙道內結垢，降低了加熱爐的熱效率，嚴重時還會堵塞煙道，使加熱爐不能正常運行。春夏交換的季節(jié)，空氣中的柳絮、楊絮吸附在過濾網(wǎng)表面，減小了通風面積，阻礙了空氣進入燃燒器內，致使燃燒器在吹掃階段不能檢測到空氣壓力，導致點火失敗，即便點火成功，因為燃燒器的空氣攝入量不足，致使爐膛內的氧氣含量降低，天然氣在爐膛內不能充分燃燒，造成了加熱爐火焰發(fā)紅，煙囪冒黑煙，造成了天然氣燃燒值低，浪費了能源，爐膛及煙管內積垢增加，影響了傳熱效果，降低加熱爐的效率，嚴重時還會造成加熱爐無正常工作。

四、故障處理

經(jīng)過現(xiàn)場應用實踐，得出造成真空加熱爐效率低的原因是燃燒器空氣進口的過濾裝置造成的。針對現(xiàn)有過濾裝置的問題，研發(fā)了一種用于真空加熱爐的空氣過濾器，本成果將原來的固定式濾網(wǎng)，改為活動式濾網(wǎng);將單層濾網(wǎng)結構改為多層濾網(wǎng)結構;將只有一種規(guī)格和樣式的濾網(wǎng)孔，設計為不同規(guī)格和不同樣式網(wǎng)孔;增加了改變空氣流動方向和收集雜物的功能。

空氣過濾器的結構原理，如圖1所示：1三面開口的長方體形的殼體、2頂端濾網(wǎng)、3底端濾網(wǎng)、4活動式濾網(wǎng)、5導向板。其中，頂端濾網(wǎng)2固定扣合在殼體1頂部開口面上，底端濾網(wǎng)3的后端通過合頁與殼體1的后側壁可轉動連接，底端濾網(wǎng)3的前端設置有高度大于等于殼體1前開口面高度的擋板301，用于當?shù)锥藶V網(wǎng)3扣合在殼體1的底部開口面上時，封堵殼體1前開口面。殼體1的左側壁和右側壁上對應設置導向板5，活動式濾網(wǎng)4通過導向板5可前后移動地放置在殼體1內部;頂端濾網(wǎng)2、活動式濾網(wǎng)4、底端濾網(wǎng)3的網(wǎng)面平行，且網(wǎng)眼形狀、網(wǎng)眼大小彼此不同，網(wǎng)眼位置彼此交錯。

通過將頂端濾網(wǎng)2安裝在真空加熱爐中燃燒器的進氣口處，并使底端濾網(wǎng)3扣合在殼體1的底部開口面上，同時使其上的擋板301封堵殼體1前開口面，以保證摻有雜質的空氣只能依次經(jīng)底端濾網(wǎng)3、活動式濾網(wǎng)4及頂端濾網(wǎng)2進入真空加熱爐的燃燒器中。由于頂端濾網(wǎng)2、活動式濾網(wǎng)4、底端濾網(wǎng)3的網(wǎng)眼形狀、網(wǎng)眼大小彼此不同，網(wǎng)眼位置彼此交錯，能夠對空氣進行多層次過濾，空氣在進入加熱爐膛前，方向多次改變，能有效地除去空氣中所摻有的各種不同大小的雜質，提高了過濾效果。同時，如若濾網(wǎng)中有一處發(fā)生破損，其他濾網(wǎng)還能繼續(xù)使用。當濾網(wǎng)中的雜質較多，需要進行清除時，通過打開底端濾網(wǎng)3，將活動式濾網(wǎng)4從殼體1內取出即可，清理完畢后，再將活動式濾網(wǎng)4放入殼體1內，關閉底端濾網(wǎng)3即可進行新一輪的過濾過程。根據(jù)加熱爐不同工作地點、不同季節(jié)，根據(jù)空氣中的不同雜物種類及數(shù)量，濾網(wǎng)可選定不同形狀和規(guī)格的濾眼，及活動式濾網(wǎng)的數(shù)量。如圖2所示，本成果的材質均為不銹鋼材質，使用時安裝在真空加熱爐中燃燒器的進氣口處，對進入到燃燒器內的空氣進行過濾。

五、應用效果

三年來，本成果在華北油田多個真空加熱爐上進行使用，通過對加熱爐空氣濾網(wǎng)的改造，不僅降低了員工的工作強度，節(jié)約了燃氣，降低了生產(chǎn)成本，延長了加熱爐的使用壽命。而且改善了燃燒器的工作環(huán)境，延長了點火電極、火焰探測電極、風壓檢測開關及爐頭的使用壽命，也緩減了爐膛及煙囪的結垢嚴重問題。通過對采油四廠永清采油作業(yè)區(qū)的中岔口站外輸崗成果使用后效果調查，真空加熱爐的燃氣表流量由90方/小時下降到70方/小時，基本消除了因空氣比不合理而造成的點爐不成功現(xiàn)象的發(fā)生，燃燒器檢修周期由2個月延長到6個月。本成果空氣過濾效果好，易清除濾網(wǎng)內的雜質，提高真空加熱爐的工作效率

六、技術創(chuàng)新點

通過對真空加熱爐空氣過濾器的研制和應用，改變了原有的空氣過濾方式，保障了燃燒器的充分燃燒，提高了真空加熱爐的效率，‘一種用于真空加熱爐的空氣過濾器’消除了原有的技術缺陷，形成一種新的產(chǎn)品，取得專利授權。（專利號：ZL201521005665.8）

作者簡介：

楊培倫，華北油田第四采油廠，采油工，高級技師;河北省廊坊市廣陽區(qū)華北油田第四采油廠