姬忠文 蔡文芳 劉雄剛 張俊剛(中石油長慶油田公司第五采油廠 陜西 榆林 718615)

當前，隨著油田開采的不斷深入，噸油耗氣量呈上漲趨勢，因真空加熱爐而引起的燃料未全面燃燒和散熱損失等能源浪費與環(huán)境污染已是油田企業(yè)必須高度重視的問題，所以，實施節(jié)能降耗刻不容緩。提高真空加熱爐熱效率，不但能夠有效節(jié)約企業(yè)成本，而且還有效保障了生態(tài)環(huán)境。

一、真空加熱爐的結構及其原理

1.結構

具體涵蓋了：燃燒器、爐膽、回燃室、煙管、水盤管、油盤管、煙囪和防爆真空閥、負壓安全閥、真空壓力表等眾多的安全附件所組成。其中，燃燒器的作用是把燃料和空氣根據(jù)一定的比例混合進行燃燒。爐膽是燃料燃燒時的場所，同時，還是布置爐膛壁面的爐管吸收火焰輻射熱的空間。原油主要從盤管中穿過，同時，吸收盤管所吸收的熱量，以提高溫度。煙囪主要是產(chǎn)生抽力與排除煙氣。

2.原理

真空加熱爐實際通過水在各種壓力下沸騰溫度不同的特性，利用沸騰排氣的方式產(chǎn)生一個一定真空的真空腔，鍋筒中的壓力變?yōu)樨搲?。燃氣通過燃燒器在爐膛中全面燃燒，然后，火焰與高溫煙氣通過爐膽、回燃室、煙管把熱量輸送到熱媒水。熱媒水會在小于負壓下受熱蒸發(fā)產(chǎn)生飽和蒸汽，運用蒸發(fā)、冷凝、再蒸發(fā)、再冷凝的方式把熱量及時的輸送至盤管中的流動介質(zhì)(水或油)，以確保其滿足用戶提出的溫度要求。

二、提高真空加熱爐熱效率的節(jié)能技術

提高真空加熱爐熱效率包括增強加熱爐燃料氣的燃燒效率、加強余熱回收等節(jié)能渠道。按照提高真空加熱爐熱效率節(jié)能渠道，介紹了相關的節(jié)能技術。

1.提高真空加熱爐燃料氣的燃燒效率

首先，對真空加熱爐的燃燒狀態(tài)予以改善；加熱爐的下游部分常會由于波動而導致燃料氣帶胺液，胺液粘性太大難以正常燃燒，在不斷高溫下還會逐漸形成固體化合物，對火嘴造成了嚴重的堵塞，不僅導致燃料氣的嚴重浪費，同時，還降低了加熱爐的穩(wěn)定性。要想有效解決上述現(xiàn)象，就應采用先進有效的鐵絲疏通火嘴技術，在對加熱爐燃燒狀況進行改善的同時，還將加熱爐中的蒸汽霧化、燃料煙氣多級霧化，有效保證燃料的全面燃燒。

其次，提高真空加熱爐的燃燒技術；真空加熱爐燃氣噴槍應以多級強化霧化結構為主，噴嘴應選用多級進風技術，這樣加熱爐中燃料就會混合、燃燒，進而推動燃料室中燃料氣的全面燃燒。同時，真空加熱爐表面的平均溫度應適當?shù)奶岣撸瑥亩ＷC真空加熱爐具有較高的熱負荷與自行處理能力。

2.降低附屬設備耗能

所謂附屬設備耗能損失具體涵蓋了鼓風機、引風機、吹灰器等加熱爐輔助設備整體能耗。在對加熱爐燃料品質(zhì)進行改善后，使其結垢問題進一步減輕，也無需多用吹灰器。傳統(tǒng)的通過熱載體循環(huán)泵(使用對象是水熱媒空氣預熱器)的加熱爐越來越少，所以，現(xiàn)階段的附屬設備損失耗能包括鼓風機、引風機消耗的能量。

傳統(tǒng)中，主要是通過風道上的碟閥和煙道上擋板對真空加熱爐供風與負壓進行控制調(diào)節(jié)。若蝶閥與擋板只屬于單軸或者雙軸，那么，將實現(xiàn)不了較高的調(diào)節(jié)效果線性較差，實踐操作存在較大難度，所以，通常而言可調(diào)節(jié)擋板一般應達到三軸以上的位置。

現(xiàn)階段，我國石油化工企業(yè)基于多數(shù)加熱爐的鼓風機、引風機做了細致的變頻改造。風機通過變頻改造，不僅防止了電能消耗，同時，還具備較高的調(diào)節(jié)作用，在線性調(diào)節(jié)加熱爐的供熱量與爐膛壓力十分有利。

3.真空加熱爐的余熱回收

首先，運用水熱媒技術；該技術能夠通過除氧水與除鹽水在加熱爐中構建相應的分析循環(huán)系統(tǒng)，熱煤水在此循環(huán)系統(tǒng)中能夠有效吸收加熱爐對流室排出的煙氣，同時，利用自己的換熱器將煙氣中的熱量全面吸收，然后將熱量用于加熱助燃空氣。此項技術操作簡便、系統(tǒng)簡單，對真空加熱爐的余熱回收效率提高也是非常有效，從而保障了真空加熱爐良好的燃燒效率，達到了預期的節(jié)能效果。

其次，無機傳熱技術；該項技術不僅能夠增強真空加熱爐的傳熱效率，而且利用無機傳熱工質(zhì)將無機元素及時的注入進加熱爐中的諸多金屬管與夾層板腔中，從而實現(xiàn)良好的導熱性，促進加熱爐余熱回收率的提升，實現(xiàn)節(jié)能目的。

結論

綜上所述可知，真空加熱爐是一種在殼體內(nèi)設置爐膽、煙管或者火筒式加熱裝置，利用工作壓力(壓強)始終低于所處地點大氣壓的中間載熱體(水與水蒸氣)，加熱同時裝設在殼體內(nèi)的換熱器中被加熱介質(zhì)(水、油、氣)的加熱設備。其主要在真空(負壓)狀態(tài)下運行，中間載熱體利用無限循環(huán)的相變方式完成傳熱過程。真空加熱爐具有自動節(jié)能燃燒器與真空相變換熱技術的優(yōu)勢，不僅爐效很高，同時有著較好的安全穩(wěn)定性。對真空加熱爐合理利用，是有效節(jié)約油田開發(fā)與生產(chǎn)成本的最佳渠道。本文主要以真空加熱爐的結構及其原理為切入點，分析研究了提高真空加熱爐燃料氣的燃燒效率、降低附屬設備耗能、真空加熱爐的余熱回收這幾方面的節(jié)能渠道，以保障真空加熱爐熱效率的提升，實現(xiàn)預期的節(jié)能效果。

[1]劉冬梅.提高煉油企業(yè)加熱爐熱效率的節(jié)能技術建議[J].科技與企業(yè)，2012，(21).

[2]王旭東.提高加熱爐效率的措施[J].油氣田地面工程,2010年07期.

[3]周宏偉.提高加熱爐熱效率技術淺析[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2012，(09).

[4]聶懷勇.加熱爐節(jié)能潛力分析[J].石油石化節(jié)能,2012年06期.