加热炉节能降耗措施分析

摘 要 根据大庆采油五厂第一油矿杏南二转油站情况，提出了提高火筒式加热炉热效率的方法和措施，并根据加热炉具体措施项目的数据，论述了节能措施的可行性和必要性，分析了火筒加热炉能耗高的原因。针对这些原因提出了降低能耗的多项措施，经现场实际运行表明：措施取得了良好的效果。

关键词 加热炉;节能降耗;措施

中图分类号：TK277  文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0133-01

杏南二转油站共有火筒加热炉4台，用于八区二队的171口水驱采油井掺水和热洗的加热。该加热炉每年清罐2次，同时检查附件液位计、烟火管是否腐蚀结垢，清理烟箱锈垢，仪表检查维护。

每天的采油井热洗与掺水都需要消耗3000-5500 m3的天然气，因此加热炉热效率的高低与生产成本有着密切的关系，节能降耗和提高经济效益就显得非常重要。

1 节能措施途径

火筒加热炉广泛应用于油田集输系统，是一种有燃烧的加热设备，气体燃料在炉内燃烧所产生的高温火焰与烟气作为热源，通过炉管管壁加热在炉管中流动的含油污水，使其达到所需要的温度。

加热炉正平衡热效率指炉子热负荷与燃料发生的热量之比。而加热炉反平衡热效率

加热炉热效率一般为70%-75%（设计值为80%），热效率高表明相同的热负荷所消耗的燃料少。

在加热炉燃料放出的热量，除了被含油污水吸收外，其余的热量被烟气带走或炉体散热损耗掉。若烟气温度越高带走的热量就越多。

另外，过剩的空气系数对加热炉热效率也有较大的影响，过剩的空气系数是指实际供给燃料燃烧的空气与理论空气量的比值。

在保证燃烧完全的前提下，使炉子在低而稳定的空气系数下操作是有利的;系数过小会造成燃料燃烧不完全而浪费燃料，系数过大进入炉膛的空气容量大，炉膛温度下降，影响传递效率，会使炉管氧化加剧，缩短了炉管的使用寿命。

其次，污水在加热过程中也会有水垢的形成，影响炉管的传热，时时除垢也是提高热效率的一种方法。所以提高加热炉热效率的途径主要有：

1）改进燃烧状况，使燃料完全燃烧。

2）充分减少烟气中的热量。

3）减少含油污水中的垢，增加炉管的吸热量。

4）提高炉管的使用寿命。

2 加热炉节能降耗措施的实施

杏南二转油站有火筒式加热炉4台，投产于1983年7月。节能项目是从2009年-2012年间实施的。

2010年6月-10月1号加热炉安装漏液保护装置、防爆超温报警装置。1号加热炉烟箱上部开口安装压力式温度计。1号更换燃烧器喷头为长火焰火嘴。2号加热炉维修火管鼓包，同时更换燃烧器喷头长火焰火嘴。4号、5号加热炉刷节能涂料。2号加热炉安装漏液保护装置、防爆超温报警装置。3号加热炉点火更换为可抽式加热炉。

2011年8月-12月1号、4号加热炉拆除耐火砖，安装辐射管500×400 mm。1-4号加热炉酸洗。安装1-4号加热炉电子除垢仪。型号：TS-BQIV。

3 节能措施后效果分析

1）防腐蚀措施。自2011年3号、4号刷节能防腐蚀涂料后，利用防护涂层的化学惰性，起到高效耐蚀作用。通过现场观测加热炉烟管局部状态可以看出，经过1年的应用，烟管壁涂层完好，末发生明显的腐蚀状况;烟管外壁涂层保存率高，腐蚀状况缓解。防腐蚀涂料在加热运行中对烟管起到了良好的保护作用。2012年2台（1号、2号）加热炉也刷了节能防腐蚀涂料。

2）充分减少烟气中的热量。杏南二转油站4台加热炉原用的是深圳加运通的短火焰火嘴，2009年1号加热炉更换燃烧器喷头为长火焰。并且安装了压力式温度计。烟中的温度由原来的232度降为178度。减少了能量损耗。

2号加热炉2011年火管鼓包，火管鼓包原因初步据分析：一是加热炉加热过程中在火管壁上沉积大量的垢和泥沙等悬浮物，形成隔热层，使火管受热面局部位超高温。二是杏南二转油站原用是深圳佳运通电子公司生产的高效燃烧器火焰组织长度较短，燃烧放热集中，火焰中心温度过高，造成炉管局部热流密度过高。2012年7月2号加热炉维修火管鼓包，同时更换长火焰火嘴。至今没有出现火管鼓包现象（用内窥仪每月检查一次炉膛）。长火焰火嘴能充分减少烟气中的热量，节约大量的能量。节能效果明显。

3）防垢措施。4台加热炉在常规加化学药剂（缓蚀阻垢剂）除垢的基础上，2010年9月25日进行了酸洗。2010年12月15日安装电子除垢仪。4台炉子连续运行10个月（3号备用），具体运行数据见表1。

从表中可以看出：酸洗前达不到热洗温度（规定：75度）酸洗后能达到热洗规定的温度。安装电子除垢仪至今，应能达到规定的热洗温度（酸洗效果一般为半年）。从中说明双项运行除防垢效果较好。

4）提高炉管使用寿命的措施。1号、4号加热炉拆除耐火砖，安装引射式辐射管（500×400 mm），火焰接触的是辐射管，使炉膛中的散热面积加大。受热面积也相应增大，损失的能量也相对减少。

从一些数据可以看出安装辐射管使能耗在每小时中就节约10万大卡。节能效果良好。同时也降低火筒炉炉管烧损几率。使炉管的寿命得到了提高。油田节能监测中心每年不定期抽测加热炉炉效见表2。

从表中可以看出，1号和4号安装引射式辐射管的加热炉，2008年与2010年相比炉效的明显提高。安装长火焰火嘴的2号加热炉也能达到设计值。1号加热炉即安装了长火焰又安装了辐射管炉效2008年与2010年相比增加了12.1个百分点。节能效果明显。

4 结论

从措施前后的数据对比来看，多项措施的综合治理效果比较理想，加热炉热效率都达到了设计值。同时安装长火焰火嘴和辐射管。节能降耗效果显著。建议在其它加热炉上也同时安装长火焰火嘴和辐射管。酸化后，同时运用化学加药和电子除垢仪，防垢和除垢效果比较理想。刷防腐蚀涂料在加热运行中能对火管和烟管起到了良好的保护作用。

参考文献

[1]白云川.芳烃加热炉节能减排技术的应用[J].工业炉，2009（02）.

作者简介

杨明（1989-），男，汉族，2014年研究生毕业于东北石油大学油气田开发专业，现任大庆油田有限责任公司第五采油厂第一油矿八区二队采油工。

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