加熱爐節能技術的應用與認識

【摘 要】加熱爐是原油集輸加熱的主要設備。本文針對加熱爐在燃燒過程中出現排煙溫度高、燃燒不充分，使加熱爐熱能損失大、燃燒效率降低的問題，結合某礦某隊某中轉站加熱爐系統運行工況及特點，了解加熱爐燃燒器的精細調節技術，對電子除垢儀等節能技術應用的探討，對節能技術應用情況進行總結和節能效果評價，展望加熱爐節能技術發展方向。

【關鍵詞】加熱爐；節能；除垢；燃燒器

前言

某中轉站有加熱爐4臺，采暖爐2臺，用于原油集輸伴熱。2010年中轉站加熱爐平均每天運行2臺次，其全年總能耗為675.5萬立方米燃氣，占全礦總能耗8.26%，其中消耗自產氣105.7萬立方米、外引干氣570.0萬立方米。隨著石油資源的大量生產與消耗，油田節能形勢日益嚴峻，作為油田生產的耗能大戶——加熱爐節能工作也越來越重要。

1 加熱爐存在的主要問題

在加熱爐在運行過程中主要存在以下幾點問題。

（1）加熱爐燃氣配比不合理

加熱爐燃氣配比不合理會導致加熱爐燃燒效果不好，燃氣燃燒的不充分產生一些有害氣體（CO、SO2）排放到空氣中，對空氣和環境造成污染，加熱爐系統效率偏低。

（2）加熱爐冬季管理的不利因素

由于冬季氣溫低，進入爐堂內的空氣溫度也較低，使助燃空氣在燃燒過程中吸收大量的熱能，增加了燃料消耗；燃燒空氣溫度低，空氣分子不活躍，燃氣與空氣混合不充分，影響加熱爐的燃燒效果。另外，燒火間內的溫度低，燃料氣管線容易結冰堵塞，經常造成停爐現象。

（3）加熱爐管壁結垢的影響

由于水質等因素的影響，幾乎所有工質為水的加熱爐都會出現不同程度的結垢，管壁結垢降低了加熱爐的傳熱能力，大量的熱損失也造成了資源的浪費。

2 加熱爐節能技術的應用及效果

針對以上問題，為進一步降低燃氣消耗、提高加熱爐系統效率，油田技術人員結合加熱爐系統運行的特點，近幾年摸索出了加熱爐燃燒器的精細調節技術，開展了電子除垢儀等綜合節能措施，取得了較好的節能效果。

2.1 加熱爐燃燒器精細調節技術

加熱爐燃燒器精細調節技術是經過技術工作人員多年來對加熱爐管理的經驗總結出來的，通過對加熱爐各個生產參數和煙氣中各種組分的含量測算，結合加熱爐運行時的現場表象，首先判斷影響的主要因素，然后再進行針對性的調節。從而使加熱爐始終保持最佳運行狀態。

2.2 應用空氣預熱裝置

在加熱爐對流室尾部裸露的煙箱和煙囪的底部分別用鐵皮密封，形成高溫導熱密封室，密封室下端與燒火間相連處開口并安裝滑道擋板，氣溫高時將擋板關閉，防止燒火間內溫度過高。氣溫低時打開擋板，密封室與燒火間對流換熱，從而使進入爐堂的空氣升溫。

應用該技術后，系統效率提高了2.42個百分點，單爐日節氣52.78Nm3。加熱爐排煙溫度降低，抑制汽化潛熱量的排放，抑制了空氣熱污染。。

2.3 應用防垢、除垢技術

眾所周知某油田處于鹽堿地帶，水質偏堿性，水中含有大量的鹽、堿懸浮物，極易產生沉淀，沉積于管壁，形成厚厚的水垢，這些水垢阻止了熱量的有效傳導，致使燃料釋放的熱量不能被工質充分吸收，造成燃料的浪費。

2.3.1 電子除垢儀

電子除垢儀的核心是一個調制信號發生器。采用集成電路和信號處理技術，產生一種復雜頻率的調制信號，通過信號電纜將該調制信號加在管道上，在管道內部產生一個分子力動態干擾場（ADDMF信號場），作用于管道中的流體和溶于其中的溶鹽分子，產生一種核化效應。這種核化效應可以改變流體中溶鹽正負離子的電化學特性和物理特性，破壞流體中溶鹽正負離子之間的結合力，從而改變溶鹽正負離子之間以及溶鹽分子與其他任何表面之間的粘附特性，阻止流體中的溶鹽沉積產生管垢。對比前后期垢樣（垢樣均為清罐后所結新垢），前期垢厚為7.18mm，運行一年后錄取垢樣，后期垢厚為3.22mm。

2.3.2 高頻振蕩技術

高頻震蕩除垢防垢技術是將超聲波直接作用于熱交換裝置內部，利用物垢剛而脆的機械特性進行除垢。超聲波震蕩沿著熱交換設備的金屬構件傳遞至管束上，便產生如下三方面效應：一是管束上的積垢持續不斷的剝落；二是能減緩管束結垢的速度；三是傳遞到水介質中的超聲波使部分硬度鹽在水中直接結晶化，形成粥樣沉淀。

截至目前，我站在2臺加熱爐上應用了此項技術，以1加熱爐號為例，系統效率效達到80.5%，比技術推廣前的77%提高了3.5個百分點，檢查發現除一層厚度約5mm的油層外，沒有看到結垢現象，原有垢質基本去除。

不足之處：高頻震蕩除垢防垢技術雖然能夠溶解垢質，但最終垢質還要析出，只是不再在加熱爐火管這樣的熱交換部件上沉積了，需要結合定期的排污方式使其排出系統，才能取得較好的效果。

3 幾點認識

1、每項加熱爐節能技術都有各自的特點和適用性，在應用時應盡量依托生產實際進行合理的選擇，同時應注意技術的組合應用，取長補短，從而達到最佳效果。

2、加熱爐節能的重點是更充分地回收煙氣余熱。因此加大加熱爐效率監測力度，及時掌握加熱爐爐效并定期清洗爐管灰塵，降低加熱爐燃料消耗，提高加熱爐燃燒效率，這對加熱爐運行效率的提高有很大幫助的。

3、由于對加熱爐節能工作的重視，近年來應用了較多節能設備例如自動燃燒器等，也取得了良好的效果，但因設備種類繁多也帶來了較多不便，建議在下步工作中盡量擇優應用、統一應用。

參考文獻：

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[2]張明安.提高加熱爐熱效率的兩項技改措施.石油天然氣學報.2008：29，118

[3]楊立軍、廖圣潔.油田加熱爐熱效率測試及節能方案.2009：31

作者簡介：

李雨晗：女，1992年9月22日出生，學歷：本科，現從事油田集輸工作。

（作者單位：大慶油田有限責任公司第五采油廠）