真空介質(zhì)加熱爐在油田集輸中的應(yīng)用

李帥（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

真空介質(zhì)加熱爐在油田集輸中的應(yīng)用

李帥（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

加熱爐是油田各大采油廠消耗天然氣的主要生產(chǎn)設(shè)備，如何有效節(jié)約成本，減少耗氣量，更好地為油田增效，成了技術(shù)人員探討和改進的重要工作。文中介紹了真空介質(zhì)加熱爐的結(jié)構(gòu)和工作原理以及現(xiàn)場使用情況，并對真空介質(zhì)加熱爐和火筒式加熱爐節(jié)能情況進行了對比。實踐證明，應(yīng)用真空介質(zhì)加熱爐比火筒式加熱爐節(jié)省天然氣，減輕員工勞動強度，減少不安全隱患，具有推廣價值。

真空介質(zhì)加熱爐 集輸 節(jié)能

加熱爐是油氣集輸系統(tǒng)中一種重要的專用熱工設(shè)備。目前油田集輸系統(tǒng)原油加熱多采用火筒式加熱爐。2006年10月發(fā)現(xiàn)火筒式加熱爐爐管燒變形。為解決該問題，我們更換了真空介質(zhì)加熱爐。根據(jù)現(xiàn)場使用情況，對真空介質(zhì)加熱爐和火筒式加熱爐節(jié)能效果進行了分析。經(jīng)過使用，深受員工的歡迎，節(jié)能效果明顯。

1 真空介質(zhì)加熱爐結(jié)構(gòu)、工作原理及主要技術(shù)參數(shù)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

盤管、本體、煙囪、煙箱、操作間、燃燒器、火筒、煙管、回?zé)熓摇⒎辣T，見圖1。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

燃燒器將燃料充分燃燒，熱量經(jīng)加熱爐火筒（輻射受熱面）及煙管（對流受熱面）傳遞給鍋殼內(nèi)中間介質(zhì)水，水受熱沸騰由液相轉(zhuǎn)為氣相蒸發(fā)，水蒸汽逐步充滿爐體內(nèi)氣相空間，由于盤管內(nèi)被加熱介質(zhì)及管壁溫度遠低于蒸汽溫度，從而使蒸汽在盤管外壁冷凝，并把熱量傳遞給盤管內(nèi)介質(zhì)。冷凝后的水在重力作用下落回水空間。如此循環(huán)往復(fù)，實現(xiàn)了介質(zhì)換熱過程。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1

2 真空介質(zhì)加熱爐現(xiàn)場應(yīng)用及效果

2006年12月4日2#真空介質(zhì)加熱爐投產(chǎn)，2007年6月11日3#真空介質(zhì)加熱爐投產(chǎn)。為了正確使用真空介質(zhì)加熱爐，掌握真空介質(zhì)加熱爐的能源消耗狀況，我們對真空介質(zhì)加熱爐的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了跟蹤分析。統(tǒng)計2005年至2008年8月燃氣情況，與2005年使用前燃氣資料進行對比,加熱爐噸油耗氣下降0.2m3，日節(jié)約天然氣530m3。年節(jié)約天然氣19.345×104m3。

2.1 實測集輸脫水噸油耗氣對比

2005年是真空爐投產(chǎn)前生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，也是火筒式加熱生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)。

2007年是真空爐投產(chǎn)后生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)。2008年是真空爐目前生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)。

統(tǒng)計2005年至2008年8月燃氣情況，與2005年燃氣資料進行對比，噸油耗氣下降1.53m3,平均日節(jié)約天然氣4058m3，見表2。

表2 集輸脫水生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比表

2.2 真空加熱爐與火筒式加熱爐節(jié)氣效果對比

為了掌握真空加熱爐與火筒式加熱爐燃料消耗情況，根據(jù)實測加熱爐熱效率數(shù)據(jù)，從理論上，計算加熱爐耗氣量及噸油耗氣量，見表3。

表3 加熱爐燃氣數(shù)據(jù)對比表

2.2.1 計算方法

根據(jù)一段爐和二段爐進口溫度、出口溫度、含水率、熱效率和外輸油量，算出加熱爐燃料消耗量及噸油耗氣量。

燃料消耗量＝外輸油量×（出口溫度-進口溫度）×燃氣單耗

2.2.2 計算實例

2003年10月測得火筒式加熱爐熱效率60%，2007年11月測得真空加熱爐熱效率82%。

根據(jù)表3中數(shù)據(jù)，2005年外輸油量2312t/d，一段爐進口溫度41℃，出口溫度53℃，含水率10.53%，熱效率60%。查出1t原油溫升1℃，在含水率10.53%、爐效60%時的燃氣單耗為0.1m3。一段爐燃料消耗量為2774m3/d。

用同樣方法，根據(jù)表3中數(shù)據(jù)，查出1t原油溫升1℃，在含水率0.114%、爐效60%時的燃氣單耗為0.08m3。二段爐燃料消耗量為1850m3/d。

加熱爐燃料消耗量＝一段爐燃料消耗量+二段爐燃料消耗量＝4624m3/d。

加熱爐噸油耗氣＝加熱爐燃料消耗量/外輸油量＝2m3/t。

2005年加熱爐平均燃料消耗量是4624m3/d，噸油耗氣是2m3/t。

同樣方法算出2007年加熱爐燃料消耗量4576 m3/d，噸油耗氣1.82m3/t

2008年加熱爐燃料消耗量4774m3/d，加熱爐噸油耗氣1.80m3/t。

統(tǒng)計2005年至2008年8月燃氣情況，與2005年燃氣資料進行對比，加熱爐噸油耗氣下降0.2m3，日節(jié)約天然氣530m3。年節(jié)約天然氣19.345×104m3。

2.3 真空介質(zhì)加熱爐運行特點

1）系統(tǒng)具有兩種報警功能，一種是系統(tǒng)運行安全報警，包括爐內(nèi)壓力超高報警和爐內(nèi)介質(zhì)液面超低報警。當爐內(nèi)壓力超過0.065MPa時，報警儀發(fā)出聲光報警，燃燒器自動關(guān)閉停止燃燒，當爐內(nèi)壓力降至安全工作壓力范圍內(nèi)時，燃燒器再次啟動，進入運行狀態(tài)。另一種是系統(tǒng)運行故障報警，包括燃燒器故障報警、檢漏故障報警、燃氣泄漏報警。當出現(xiàn)上述任何一種故障時，系統(tǒng)都將發(fā)出聲光報警，系統(tǒng)自動關(guān)閉燃燒器停止燃燒。

2）真空介質(zhì)爐熱效率高，節(jié)省天然氣。

3）全自動控制—真空介質(zhì)加熱爐燃燒器是德國豪麥德公司生產(chǎn)的燃燒器，并配套使用電腦控制柜，對爐內(nèi)燃燒進行全自動控制，根據(jù)鍋筒內(nèi)溫度自動控制燃燒，實現(xiàn)大火和小火之間的轉(zhuǎn)換。真空爐的運行狀態(tài)和控制參數(shù)均在值班室就地顯示，出現(xiàn)故障時，有聲、光及動態(tài)畫面顯示功能，并提示故障原因，減輕了員工勞動強度。

3 結(jié)論

1）真空介質(zhì)加熱爐與火筒式加熱爐比，安全，不會發(fā)生過燒爆管事故。

2）真空介質(zhì)加熱爐與火筒式加熱爐比熱效率高，節(jié)約天然氣。

3）真空介質(zhì)加熱爐用于含水較低的原油加熱，節(jié)氣效果更好。

4）真空介質(zhì)加熱爐可代替火筒式加熱爐在油田集輸加熱系統(tǒng)中應(yīng)用。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.07.020

2012-05-12）

李帥，2006年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，從事聯(lián)合站管理工作，E-mail：dqlishuai@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田第四采油廠第一油礦杏六聯(lián)合站，163411。