加热炉节能技术的应用与认识

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　　【摘 要】加热炉是原油集输加热的主要设备。本文针对加热炉在燃烧过程中出现排烟温度高、燃烧不充分，使加热炉热能损失大、燃烧效率降低的问题，结合某矿某队某中转站加热炉系统运行工况及特点，了解加热炉燃烧器的精细调节技术，对电子除垢仪等节能技术应用的探讨，对节能技术应用情况进行总结和节能效果评价，展望加热炉节能技术发展方向。
　　【关键词】加热炉；节能；除垢；燃烧器
　　前言
　　某中转站有加热炉4台，采暖炉2台，用于原油集输伴热。2010年中转站加热炉平均每天运行2台次，其全年总能耗为675.5万立方米燃气，占全矿总能耗8.26%，其中消耗自产气105.7万立方米、外引干气570.0万立方米。随着石油资源的大量生产与消耗，油田节能形势日益严峻，作为油田生产的耗能大户——加热炉节能工作也越来越重要。
　　1 加热炉存在的主要问题
　　在加热炉在运行过程中主要存在以下几点问题。
　　（1）加热炉燃气配比不合理
　　加热炉燃气配比不合理会导致加热炉燃烧效果不好，燃气燃烧的不充分产生一些有害气体（CO、SO2）排放到空气中，对空气和环境造成污染，加热炉系统效率偏低。
　　（2）加热炉冬季管理的不利因素
　　由于冬季气温低，进入炉堂内的空气温度也较低，使助燃空气在燃烧过程中吸收大量的热能，增加了燃料消耗；燃烧空气温度低，空气分子不活跃，燃气与空气混合不充分，影响加热炉的燃烧效果。另外，烧火间内的温度低，燃料气管线容易结冰堵塞，经常造成停炉现象。
　　（3）加热炉管壁结垢的影响
　　由于水质等因素的影响，几乎所有工质为水的加热炉都会出现不同程度的结垢，管壁结垢降低了加热炉的传热能力，大量的热损失也造成了资源的浪费。
　　2 加热炉节能技术的应用及效果
　　针对以上问题，为进一步降低燃气消耗、提高加热炉系统效率，油田技术人员结合加热炉系统运行的特点，近几年摸索出了加热炉燃烧器的精细调节技术，开展了电子除垢仪等综合节能措施，取得了较好的節能效果。
　　2.1 加热炉燃烧器精细调节技术
　　加热炉燃烧器精细调节技术是经过技术工作人员多年来对加热炉管理的经验总结出来的，通过对加热炉各个生产参数和烟气中各种组分的含量测算，结合加热炉运行时的现场表象，首先判断影响的主要因素，然后再进行针对性的调节。从而使加热炉始终保持最佳运行状态。
　　2.2 应用空气预热装置
　　在加热炉对流室尾部裸露的烟箱和烟囱的底部分别用铁皮密封，形成高温导热密封室，密封室下端与烧火间相连处开口并安装滑道挡板，气温高时将挡板关闭，防止烧火间内温度过高。气温低时打开挡板，密封室与烧火间对流换热，从而使进入炉堂的空气升温。
　　应用该技术后，系统效率提高了2.42个百分点，单炉日节气52.78Nm3。加热炉排烟温度降低，抑制汽化潜热量的排放，抑制了空气热污染。。
　　2.3 应用防垢、除垢技术
　　众所周知某油田处于盐碱地带，水质偏碱性，水中含有大量的盐、碱悬浮物，极易产生沉淀，沉积于管壁，形成厚厚的水垢，这些水垢阻止了热量的有效传导，致使燃料释放的热量不能被工质充分吸收，造成燃料的浪费。
　　2.3.1 电子除垢仪
　　电子除垢仪的核心是一个调制信号发生器。采用集成电路和信号处理技术，产生一种复杂频率的调制信号，通过信号电缆将该调制信号加在管道上，在管道内部产生一个分子力动态干扰场（ADDMF信号场），作用于管道中的流体和溶于其中的溶盐分子，产生一种核化效应。这种核化效应可以改变流体中溶盐正负离子的电化学特性和物理特性，破坏流体中溶盐正负离子之间的结合力，从而改变溶盐正负离子之间以及溶盐分子与其他任何表面之间的粘附特性，阻止流体中的溶盐沉积产生管垢。对比前后期垢样（垢样均为清罐后所结新垢），前期垢厚为7.18mm，运行一年后录取垢样，后期垢厚为3.22mm。
　　2.3.2 高频振荡技术
　　高频震荡除垢防垢技术是将超声波直接作用于热交换装置内部，利用物垢刚而脆的机械特性进行除垢。超声波震荡沿着热交换设备的金属构件传递至管束上，便产生如下三方面效应：一是管束上的积垢持续不断的剥落；二是能减缓管束结垢的速度；三是传递到水介质中的超声波使部分硬度盐在水中直接结晶化，形成粥样沉淀。
　　截至目前，我站在2台加热炉上应用了此项技术，以1加热炉号为例，系统效率效达到80.5%，比技术推广前的77%提高了3.5个百分点，检查发现除一层厚度约5mm的油层外，没有看到结垢现象，原有垢质基本去除。
　　不足之处：高频震荡除垢防垢技术虽然能够溶解垢质，但最终垢质还要析出，只是不再在加热炉火管这样的热交换部件上沉积了，需要结合定期的排污方式使其排出系统，才能取得较好的效果。
　　3 几点认识
　　1、每项加热炉节能技术都有各自的特点和适用性，在应用时应尽量依托生产实际进行合理的选择，同时应注意技术的组合应用，取长补短，从而达到最佳效果。
　　2、加热炉节能的重点是更充分地回收烟气余热。因此加大加热炉效率监测力度，及时掌握加热炉炉效并定期清洗炉管灰尘，降低加热炉燃料消耗，提高加热炉燃烧效率，这对加热炉运行效率的提高有很大帮助的。
　　3、由于对加热炉节能工作的重视，近年来应用了较多节能设备例如自动燃烧器等，也取得了良好的效果，但因设备种类繁多也带来了较多不便，建议在下步工作中尽量择优应用、统一应用。
　　参考文献：
　　[1]徐烈山.高温空气燃烧技术的合理利用.工业加热.2008：6-17
　　[2]张明安.提高加热炉热效率的两项技改措施.石油天然气学报.2008：29，118
　　[3]杨立军、廖圣洁.油田加热炉热效率测试及节能方案.2009：31
　　作者简介：
　　李雨晗：女，1992年9月22日出生，学历：本科，现从事油田集输工作。
　　（作者单位：大庆油田有限责任公司第五采油厂）
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