防偏流技術在原油加熱爐上的應用

2017-02-28 05:01:06向紅一大慶油田有限責任公司天然氣分公司

石油石化節能 2017年2期

向紅一（大慶油田有限責任公司天然氣分公司）

防偏流技術在原油加熱爐上的應用

向紅一（大慶油田有限責任公司天然氣分公司）

為了解決加熱爐多股進料易偏流導致爐管結焦，原油加熱爐效率下降，同時能耗增加的問題，試驗應用防偏流技術，采用模糊PID控制算法，將爐管間溫度差由原來的60～70℃降低至4℃內，8套原穩裝置每年多穩定原油36.94×104t，生產輕烴8225 t，節省燃料氣101.2×104m3，節省維護費用12.48萬元。防偏流技術有效提高了原油加熱爐控制精度，減少了爐管偏燒、結焦現象，提高原油加熱爐效率及原油穩定率。

原油穩定；加熱爐；模糊控制；高效運行

天然氣分公司建有原穩裝置10套，原油加熱爐均為多路進料，常常發生偏流現象，導致爐管間溫差大，最高達到60～70℃，爐管結焦嚴重，年結焦厚度達到10 mm以上，部分管段甚至出現堵塞情況，嚴重影響了傳熱效率，能耗增加；同時由于爐管局部過熱，燒穿引發火災和爆炸等重大事故的風險也隨之增大，因此，加熱爐需每年燒焦操作一次，導致檢修期延長6～7天，原油穩定量降低，原油損耗增加。

1 防偏流技術方案

針對偏流對加熱爐造成的諸多危害，應用“原油加熱爐防偏流技術”，通過調研原油加熱爐偏流原因，開發了爐溫模糊控制系統，替代了原有的簡單回路控制，原控制系統對滯后較大，干擾比較頻繁的對象控制質量較差[1]，新系統加熱爐支路流量、燃氣流量控制算法和加熱爐出口溫度控制方法更為合理，有效提高了控制精度，減少了爐管偏燒、結焦現象，為原穩系統的安全運行提供了保障。

加熱爐以四路進料為例（圖1），進口流量調節以四路出口管線溫度為依據，程序實時判斷四路出口中溫度最高與溫度最低的支路的溫度差。當實際溫差超過設定溫差時，溫度最高的支路調節閥自動地以設定幅度增加開度；當閥門開度超過80%時，調節溫度最低的支路調節閥，閥門以設定幅度自動減小開度，當最大與最小溫差在設定范圍時，調節閥開度保持恒定不變。閥門可調開度為20%～80%，四路出口溫度實時動態比較，四路入口油量動態平衡，最終達到四路出口溫差控制在要求范圍內，有效避免偏燒、結焦現象。

圖1 爐溫模糊控制邏輯圖

2 防偏流技術應用效果分析

2.1 精準控制、優化加熱爐運行

防偏流技術在8套原穩裝置上進行了應用，此項技術實施后，精準控制加熱爐支路出口溫度，各支路出口溫差控制在4℃以內，原油加熱爐控制系統一直安全、可靠運行，有效地解決了偏流問題，保證了加熱爐高效運行，降低了爐管燒穿安全風險。以東油庫加熱爐為例，選取10個每小時采樣數據，應用前后效果對比（表1、表2），加熱爐出口支路溫差max Δt由68℃降為4℃以內。

2.2 縮短加熱爐檢修周期

隨著爐管結焦情況減少，裝置檢修無需每年進行結焦操作，節省了裝置檢修時間。按單臺加熱爐每年可縮短檢修期6～7天計算，8套原穩裝置每年多穩定原油36.94×104t，生產輕烴8 225 t。

2.3 節省維護費用

應用加熱爐防偏流技術后，至今未進行燒焦操作，加熱爐燒焦費用1.56萬元/臺次，8套裝置共減少8次，節省維護費用12.48萬元。

2.4 節約燃料氣消耗

防偏流技術應用保證了加熱爐平穩運行，爐效顯著提升，改造后耗氣量降低，每年節約燃料氣101.2×104m3（表3）。