孫仁龍 張侃毅 賴德貴 董占元 新疆石油勘察設(shè)計研究院有限公司

輪南作業(yè)區(qū)加熱爐提效技術(shù)改造

孫仁龍 張侃毅 賴德貴 董占元 新疆石油勘察設(shè)計研究院有限公司

加熱爐是油氣田生產(chǎn)中廣泛使用的加熱設(shè)備，目前塔里木油田加熱爐耗氣量占總耗氣量的35.2%，加熱爐使用過程中存在耗能高、負荷率和熱效率偏低等問題，未達到中油股份公司加熱爐（鍋爐）熱效率的要求。結(jié)合塔里木油田輪南作業(yè)區(qū)加熱爐存在的實際情況，開展了加熱爐提效技術(shù)研究，通過應(yīng)用煙氣余熱回收技術(shù)、空氣預(yù)熱技術(shù)及采用全自動電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，提高加熱爐運行水平，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

塔里木油田；加熱爐；煙氣余熱回收；空氣預(yù)熱；全比例調(diào)節(jié)燃燒器

1 項目背景

（1）天然氣處理站400×104m3原穩(wěn)裝置的8 MW導(dǎo)熱油爐排煙溫度為258℃，熱效率為82.5%，負荷率40%，耗氣量323.1×104m3/a（標況）。

（2）天然氣處理站40×104m3天然氣處理裝置的1 500 kW導(dǎo)熱油爐排煙溫度為250℃，熱效率為85%，負荷率113.3%，耗氣量170.9×104m3/a（標況）。

（3）輪南作業(yè)區(qū)井口加熱爐共計13臺，平均熱效率70.6%，單井加熱爐負荷率14.5%，耗氣量16.5×104m3/a（標況）。

天然氣處理站8 MW導(dǎo)熱油爐和1 500 kW導(dǎo)熱油爐熱效率測試結(jié)果見表1。

按照《石油工業(yè)用加熱爐能效限定值及能效等級（GB24848—2010）》中加熱爐節(jié)能評價值的要求，輪南作業(yè)區(qū)加熱爐能效測試具體分析見表2。

表1 輪南作業(yè)區(qū)天然氣處理站加熱爐熱效率測試結(jié)果

2 加熱爐提效改造對策

一般加熱爐提效主要從以下方面考慮[1]：

（1）更新低效高耗加熱爐。

（2）配套節(jié)能型高效燃燒器。

夾逼定理常用于求數(shù)列極限中的無窮和的極限問題。若和的各項為分式，且各分母不同(但為等價無窮大)，則可以通過各項分母的放縮(保持等價性)以形成公分母，達到通分化簡的效果，再用夾逼原理求極限。

（3）配套輻射定向吸熱節(jié)能技術(shù)。

（4）加熱盤管清垢防垢技術(shù)。

（5）加熱爐余熱回收技術(shù)。

本次改造將從3個方面進行：

（1）對于8 MW導(dǎo)熱油爐，在真空加熱爐尾部安裝煙氣余熱冷凝器裝置。

表2 輪南作業(yè)區(qū)加熱爐能效測試分析

（2）1 500 kW導(dǎo)熱油爐采用高溫?zé)犸L(fēng)型燃燒器替換原有燃燒器，安裝空氣預(yù)熱器。

（3）單井加熱爐燃燒器更換為全自動電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，并進行相應(yīng)控制系統(tǒng)改造。

3 加熱爐提效改造實施

3.1 8MW導(dǎo)熱油爐余熱回收改造

天然氣處理站內(nèi)的清水換熱器E-701熱源為8 MW導(dǎo)熱油爐導(dǎo)熱油，此次在真空加熱爐尾部安裝煙氣余熱冷凝器裝置，使清水進入煙氣余熱冷凝器裝置與高溫?zé)煔膺M行換熱，不再需要8 MW導(dǎo)熱油爐提供熱源，從而減少了燃氣用量。

煙氣冷凝器裝置材料采用翅片高效換熱技術(shù)制作，設(shè)備內(nèi)部與煙氣接觸的碳鋼部分采用航天部高級陶瓷防腐漆處理，下部設(shè)置有冷凝水收集器，可以有效收集煙氣冷凝水，杜絕冷凝水倒灌加熱爐。煙氣冷凝器主要技術(shù)參數(shù)見表3。改造后煙氣冷凝器節(jié)能率見表4。

表3 煙氣冷凝器主要技術(shù)參數(shù)

表4 煙氣冷凝器節(jié)能率測試

3.2 1500 kW加熱爐余熱回收改造

采用高溫?zé)犸L(fēng)型燃燒器替換原有燃燒器，安裝空氣預(yù)熱器加熱進爐的空氣，再回爐助燃。利用煙氣熱源進行熱交換，以提高加熱爐進風(fēng)溫度，強化和促進燃燒。改造完成后，加熱爐排煙溫度由250℃降至150℃，可使助燃空氣溫度由20℃提升至125℃?？諝忸A(yù)熱器節(jié)能率測試數(shù)據(jù)見表5。

表5 空氣預(yù)熱器節(jié)能率測試

3.3 井口加熱爐燃燒器更換

單井加熱爐燃燒器更換為全自動電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，并進行相應(yīng)控制系統(tǒng)改造，改造完成后13臺井口加熱爐熱效率將從目前的70.6%提高至86%，額定節(jié)氣量達到2.7×104m3/a（標況）。

4 結(jié)論

（1）安裝煙氣余熱冷凝器裝置后，8 MW導(dǎo)熱油爐節(jié)氣率8.6%，額定節(jié)氣量31.5×104m3/a。

（2）采用高溫?zé)犸L(fēng)型燃燒器替換原有燃燒器，安裝空氣預(yù)熱器后，1 500 kW導(dǎo)熱油爐額定節(jié)氣量9.2×104m3/a。

（3）13口單井加熱爐燃燒器更換為全自動電子比例調(diào)節(jié)式燃燒器，并進行相應(yīng)控制系統(tǒng)改造，改造完成后額定節(jié)氣量能夠達到2.7×104m3/a。

[1]王錄軍，周學(xué)軍，雷鈞，等．長慶油田加熱爐提效途徑探討[J]．石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014（8）：4-6．

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.003

孫仁龍：助理工程師，2012年畢業(yè)于西南石油大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，主要從事煉油化工、油氣田地面工程設(shè)計。

2015-04-19

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