真空加熱爐效率低的原因及排除

摘要：真空加熱爐在運(yùn)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?yàn)槿紵鞑捎玫氖侨詣庸芾砣紵绦虺炭仄鳎?dāng)進(jìn)入燃燒器內(nèi)的空氣比不合適時(shí)，燃燒器就會發(fā)出報(bào)警并停止工作。當(dāng)濾網(wǎng)出現(xiàn)破損時(shí)，雜質(zhì)就會通過濾網(wǎng)進(jìn)入到燃燒器內(nèi)，造成燃燒器損壞，通過一種新的產(chǎn)品及技術(shù)解決了這個(gè)難題。

關(guān)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(yīng)用在油氣生產(chǎn)和集輸領(lǐng)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(jìn)行燃燒。但在加熱爐運(yùn)行過程中，經(jīng)常發(fā)生停爐事件，這是因?yàn)槿紵鞑捎玫氖侨詣庸芾砣紵绦虺炭仄鳎?dāng)進(jìn)入燃燒器內(nèi)的空氣比不合適時(shí)，燃燒器就會發(fā)出報(bào)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(shí)在風(fēng)機(jī)吸引力的作用下，吸附在濾網(wǎng)上雜質(zhì)進(jìn)入到燃燒器內(nèi)，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(nèi)的火焰方向不定，燒烤燃燒器爐頭，造成燃?xì)鈬婎^鼓包變形，爐膛結(jié)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(yán)重時(shí)會將濾網(wǎng)堵死，經(jīng)常發(fā)生加熱爐燃燒異常報(bào)警和停爐現(xiàn)象，停爐后，燃燒器點(diǎn)火困難，即使成功點(diǎn)火，爐膛內(nèi)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(jìn)口處裝有一個(gè)過濾裝置，對進(jìn)入到燃燒器內(nèi)的空氣進(jìn)行過濾，防止雜草等較大的雜物進(jìn)入燃燒器內(nèi)。但現(xiàn)有的過濾裝置為單層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，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(fù)雜，不方便清除濾網(wǎng)內(nèi)的雜質(zhì)。 在風(fēng)季，雜草、枯葉及砂粒極易通過濾網(wǎng)，進(jìn)入到燃燒器噴氣室，堵塞燃?xì)馔ǖ溃谷細(xì)夥较蚋淖儯斐扇紵鳡t頭鼓包變形，嚴(yán)重時(shí)造成燃燒器爐頭報(bào)廢，即便沒有阻礙燃?xì)馔ǖ溃s質(zhì)進(jìn)入爐膛后，經(jīng)過高溫的作用，產(chǎn)生的水氣及雜質(zhì)在爐膛及煙道內(nèi)結(jié)垢，降低了加熱爐的熱效率，嚴(yán)重時(shí)還會堵塞煙道，使加熱爐不能正常運(yùn)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(fēng)面積，阻礙了空氣進(jìn)入燃燒器內(nèi)，致使燃燒器在吹掃階段不能檢測到空氣壓力，導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，即便點(diǎn)火成功，因?yàn)槿紵鞯目諝鈹z入量不足，致使?fàn)t膛內(nèi)的氧氣含量降低，天然氣在爐膛內(nèi)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(fèi)了能源，爐膛及煙管內(nèi)積垢增加，影響了傳熱效果，降低加熱爐的效率，嚴(yán)重時(shí)還會造成加熱爐無正常工作。

四、故障處理

經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)踐，得出造成真空加熱爐效率低的原因是燃燒器空氣進(jìn)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(jié)構(gòu)改為多層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu);將只有一種規(guī)格和樣式的濾網(wǎng)孔，設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(cè)壁可轉(zhuǎn)動連接，底端濾網(wǎng)3的前端設(shè)置有高度大于等于殼體1前開口面高度的擋板301，用于當(dāng)?shù)锥藶V網(wǎng)3扣合在殼體1的底部開口面上時(shí)，封堵殼體1前開口面。殼體1的左側(cè)壁和右側(cè)壁上對應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向板5，活動式濾網(wǎng)4通過導(dǎo)向板5可前后移動地放置在殼體1內(nèi)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(cuò)。

通過將頂端濾網(wǎng)2安裝在真空加熱爐中燃燒器的進(jìn)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(shí)使其上的擋板301封堵殼體1前開口面，以保證摻有雜質(zhì)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(jìn)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(cuò)，能夠?qū)諝膺M(jìn)行多層次過濾，空氣在進(jìn)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(zhì)，提高了過濾效果。同時(shí)，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(dāng)濾網(wǎng)中的雜質(zhì)較多，需要進(jìn)行清除時(shí)，通過打開底端濾網(wǎng)3，將活動式濾網(wǎng)4從殼體1內(nèi)取出即可，清理完畢后，再將活動式濾網(wǎng)4放入殼體1內(nèi)，關(guān)閉底端濾網(wǎng)3即可進(jìn)行新一輪的過濾過程。根據(jù)加熱爐不同工作地點(diǎn)、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(zhì)均為不銹鋼材質(zhì)，使用時(shí)安裝在真空加熱爐中燃燒器的進(jìn)氣口處，對進(jìn)入到燃燒器內(nèi)的空氣進(jìn)行過濾。

五、應(yīng)用效果

三年來，本成果在華北油田多個(gè)真空加熱爐上進(jìn)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(qiáng)度，節(jié)約了燃?xì)猓档土松a(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(diǎn)火電極、火焰探測電極、風(fēng)壓檢測開關(guān)及爐頭的使用壽命，也緩減了爐膛及煙囪的結(jié)垢嚴(yán)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(diào)查，真空加熱爐的燃?xì)獗砹髁坑?0方/小時(shí)下降到70方/小時(shí)，基本消除了因空氣比不合理而造成的點(diǎn)爐不成功現(xiàn)象的發(fā)生，燃燒器檢修周期由2個(gè)月延長到6個(gè)月。本成果空氣過濾效果好，易清除濾網(wǎng)內(nèi)的雜質(zhì)，提高真空加熱爐的工作效率

六、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

通過對真空加熱爐空氣過濾器的研制和應(yīng)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(shù)缺陷，形成一種新的產(chǎn)品，取得專利授權(quán)。（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