集輸系統(tǒng)加熱爐節(jié)能技術(shù)探討獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

集輸系統(tǒng)加熱爐節(jié)能技術(shù)探討獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘要：加熱爐是油田集輸系統(tǒng)中重要的耗能設(shè)備，油田的節(jié)能降耗工作與其能耗水平有著不可分割的作用，本文以薩北油田為例，針對(duì)目前油田集輸系統(tǒng)加熱爐存在熱效率低、熱負(fù)荷偏低、結(jié)垢嚴(yán)重、冬夏季運(yùn)行負(fù)荷變化大、過(guò)?？諝庀禂?shù)偏高等問(wèn)題，對(duì)加熱爐進(jìn)行技術(shù)改造，安裝高效節(jié)能燃燒器，應(yīng)用加熱爐節(jié)能技術(shù)，以此來(lái)保證加熱爐的高效運(yùn)行并有效的降低能耗。

關(guān)鍵詞：集輸系統(tǒng);加熱爐;節(jié)能技術(shù)

目前薩北油田用于生產(chǎn)工藝的各類(lèi)加熱爐共有兩百多臺(tái)，能源消耗總量高達(dá)15.62×104t（標(biāo)煤），而加熱爐的天然氣消耗總量為8564×104m3（標(biāo)況），由此可見(jiàn)，油田集輸系統(tǒng)中的能源消耗量巨大，特別是加熱爐所占的能源消耗量。隨著“十三·五”規(guī)劃的具體實(shí)施，油田的節(jié)能工作越來(lái)越重要，作為油田集輸系統(tǒng)中能耗較高的加熱爐，其面臨的節(jié)能形勢(shì)也十分嚴(yán)峻。

一、加熱爐存在的問(wèn)題

（一）熱效率低、負(fù)荷率低

由于薩北油田系統(tǒng)投產(chǎn)使用的加熱爐運(yùn)行年數(shù)較長(zhǎng)，使得加熱爐的熱效率也相應(yīng)變低，而產(chǎn)能下降時(shí)造成加熱爐低負(fù)荷運(yùn)行的主要原因。另外，監(jiān)測(cè)力度不夠、缺乏完善的維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制等使得加熱爐真正達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài)無(wú)法得到保障。

（二）腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重

由于加熱爐在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)中泥沙等雜質(zhì)在煙火管外表面逐漸沉積的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象最終使得部分加熱爐內(nèi)部嚴(yán)重結(jié)垢淤積。結(jié)垢淤積不僅會(huì)導(dǎo)致加熱爐排煙溫度升高，從而使其熱效率降低，還會(huì)造成煙火管鼓包甚至燒穿，這對(duì)其安全運(yùn)行產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。

（三）冬夏季運(yùn)行負(fù)荷變化較大

負(fù)荷率對(duì)加熱爐的運(yùn)行效率有著深遠(yuǎn)的影響，隨著油田降溫集油技術(shù)在油田集輸系統(tǒng)中的推廣使用，加熱爐的運(yùn)行負(fù)荷率呈逐年降低趨勢(shì)，特別是在夏季。而加熱爐的低負(fù)荷率運(yùn)行會(huì)使其熱效率降低，從而加大了燃料的損耗。

（四）加熱爐運(yùn)行方式需優(yōu)化

加熱爐運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)較大會(huì)增加操作人員調(diào)節(jié)燃燒器進(jìn)風(fēng)量的難度，使得現(xiàn)場(chǎng)操作人員只能憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行配風(fēng)調(diào)節(jié)，這樣無(wú)法保證對(duì)加熱爐控制的最優(yōu)化。對(duì)加熱爐各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置較為保守，使得空氣過(guò)剩系數(shù)和排煙溫度偏高，從而增加了能源的浪費(fèi)。

二、加熱爐節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

（一）使用節(jié)能設(shè)備裝置

1、使用真空加熱爐

真空加熱爐的原理是由燃燒產(chǎn)生的熱煙氣經(jīng)過(guò)火筒和煙管傳遞至爐體殼程內(nèi)，而爐體殼程內(nèi)的水吸收到熱量后產(chǎn)生蒸汽，蒸汽會(huì)將熱量繼續(xù)傳遞，至管程內(nèi)的介質(zhì)，此時(shí)蒸汽則冷凝成水下落，然后再次吸收熱量并被加熱成蒸汽，這樣不斷反復(fù)形成熱平衡狀態(tài)。另外，蒸汽的冷凝會(huì)使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而形成真空狀態(tài)，這一循環(huán)過(guò)程稱(chēng)為真空相變換熱技術(shù)。真空加熱爐采用正壓燃燒設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單緊湊，并具有耗鋼量少、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，能有效的提高加熱爐熱效率，降低能耗。

2、安裝高效燃燒器

高效燃燒器具備自動(dòng)點(diǎn)火和熄火的保護(hù)功能，主要是通過(guò)改變?nèi)紵鞯慕Y(jié)構(gòu)和進(jìn)氣方式來(lái)提高燃燒效率。高效燃燒器能有效的控制燃料的氣流量并調(diào)節(jié)燃料與空氣的混合比，以此來(lái)達(dá)到降低能耗的目的。薩北油田集輸系統(tǒng)的部分加熱爐在安裝高效燃燒器后，經(jīng)檢測(cè)，加熱爐的熱效率得到了有效提高。

3、安裝高效除防垢裝置

通過(guò)安裝采用超聲波除垢的高校防除垢裝置，能夠有效破壞垢類(lèi)產(chǎn)生和沉積的條件，達(dá)到防止污垢產(chǎn)生的目的;另外超聲波除垢能破壞垢原有的內(nèi)部結(jié)垢，使其在管道中脫落，達(dá)到除垢的目的。薩北油田已安裝高效除防垢裝置102套，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，有效的減少了加熱爐內(nèi)部腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重現(xiàn)象，提高了加熱爐的熱效率，并延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，減少了設(shè)備的維護(hù)和更新次數(shù)。

（二）對(duì)加熱爐進(jìn)行技術(shù)改造

對(duì)老式二合一加熱爐進(jìn)行高效熱管換熱技術(shù)改造。高效熱管在傳熱上具有速度快、效率高以及軸向傳熱能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在蒸汽傳遞熱量的過(guò)程中，可快速將高溫?zé)煔鉄崃窟M(jìn)行傳遞。高效熱管的具體改造方案為于加熱爐火管后部空間內(nèi)安裝一定數(shù)量的高效熱管，通過(guò)對(duì)加熱爐的技術(shù)改造，薩北油田有效的提高了加熱爐的熱效率，降低了其熱負(fù)荷變化幅度，減少了燃料消耗。此外，對(duì)加熱爐進(jìn)行技術(shù)改造還可使用膜法富氧技術(shù)，其主要是利用空氣中氮和氧在透過(guò)富氧膜時(shí)滲透速率的不同而產(chǎn)生不同的壓力，從而得到氧氣。使用膜法富氧技術(shù)能較好的降低過(guò)?？諝庀禂?shù)，以此提高加熱爐熱效率，節(jié)約能源。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)節(jié)能型加熱爐的使用以及對(duì)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了加熱爐熱效率，降低了能源消耗;在使用加熱爐節(jié)能技術(shù)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況