提高加熱爐效率的措施

提高加熱爐效率的措施王旭東【摘要】隨著喇嘛甸油田冷輸工藝的大面積推廣，加熱爐大都出現(xiàn)負(fù)荷較低、熱效率下降等問(wèn)題，采取安裝氧含量監(jiān)測(cè)自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)、排煙溫度檢測(cè)系統(tǒng)及爐膛負(fù)壓檢測(cè)系統(tǒng)等節(jié)能措施監(jiān)控加熱爐運(yùn)行狀態(tài)，能夠使加熱爐運(yùn)行效率得到大幅提高.在某轉(zhuǎn)油放水站進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，節(jié)能效果顯著.【期刊名稱】《油氣田地面工程》【年(卷)，期】2010(029)007【總頁(yè)數(shù)】2頁(yè)(P69-70)【關(guān)鍵詞】加熱爐;熱效率;過(guò)量空氣系數(shù);排煙溫度;爐膛負(fù)壓【作者】王旭東【作者單位】大慶油田采油六廠【正文語(yǔ)種】中文喇嘛甸油田目前共有加熱爐195臺(tái)其中火筒爐179臺(tái)加熱緩沖二合一爐16臺(tái)。2009年，油田生產(chǎn)用天然氣為5825x104m3,其中加熱爐消耗掉的天然氣占90%以上。目前采油六廠加熱爐平均熱效率僅為73.82%,而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定0.5~3.6MW加熱爐效率應(yīng)為82%~85%。因此，采取節(jié)能措施，提高加熱爐熱效率，減少加熱爐耗氣量，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗至關(guān)重要［1］。喇嘛甸油田某轉(zhuǎn)油放水站管轄油井120口，該站4#熱洗爐為1.74MW火筒爐,24h連續(xù)運(yùn)行。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，該爐排煙溫度達(dá)到4011,效率只有69.19%,遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)爐效。針對(duì)加熱爐存在的問(wèn)題，在該轉(zhuǎn)油放水站4#加熱爐進(jìn)行了一系列節(jié)能措施研究。2.1氧含量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大會(huì)從以下幾方面對(duì)加熱爐產(chǎn)生影響[2]:①在排煙溫度一定的情況下，過(guò)量空氣系數(shù)越大，排煙量越大，通過(guò)煙氣排出的熱量也越多,熱量損失增加，加熱爐效率降低;②過(guò)量空氣系數(shù)越大，露點(diǎn)腐蝕溫度越高，為避免爐管遭受露點(diǎn)腐蝕，影響其長(zhǎng)期運(yùn)行，只能限制最低排煙溫度，因此，降低過(guò)量空氣系數(shù)，可使排煙溫度進(jìn)一步降低;③過(guò)大的過(guò)量空氣系數(shù)還會(huì)加速爐管的氧化，影響爐管使用壽命，促使氮氧化物增加，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)小會(huì)使燃料燃燒不充分，造成大量化學(xué)能未放出而浪費(fèi)燃料,還會(huì)生成大量CO、H2和炭粒等污染空氣的物質(zhì)。表面看，過(guò)小的過(guò)量空氣系數(shù)會(huì)降低排煙量,減少煙氣帶走的熱量，提高熱效率，但是燃料未完全燃燒，浪費(fèi)大量燃料,實(shí)質(zhì)上并沒(méi)有使熱效率提高。因此，提高熱效率，降低燃料用量，必須找到合適的過(guò)量空氣系數(shù)。在加熱爐煙道出口安裝氧含量監(jiān)測(cè)自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)可保證合理的過(guò)量空氣系數(shù)。該系統(tǒng)可在線實(shí)時(shí)對(duì)加熱爐煙氣中的含氧量進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，把檢測(cè)信號(hào)送入PLC處理器進(jìn)行處理，處理器根據(jù)輸入的氧含量信號(hào)計(jì)算出控制量，然后輸出指令給風(fēng)門控制器，調(diào)節(jié)風(fēng)門,把空氣量控制在最佳狀態(tài)。該系統(tǒng)包括檢測(cè)部分、控制部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2.2排煙溫度檢測(cè)系統(tǒng)在加熱爐煙道出口安裝溫度表檢測(cè)排煙溫度。根據(jù)排煙溫度變化調(diào)節(jié)煙道擋板開(kāi)度,控制換熱時(shí)間;并可根據(jù)排煙溫度變化趨勢(shì)判斷爐管結(jié)垢情況，進(jìn)行加熱爐爐管清洗，提高換熱效率。在加熱爐負(fù)荷率低的時(shí)候，還可以根據(jù)溫度表顯示的溫度調(diào)整加熱爐運(yùn)行狀態(tài)，防止因排煙溫度低于露點(diǎn)溫度導(dǎo)致煙管腐蝕情況的發(fā)生。2.3爐膛負(fù)壓檢測(cè)系統(tǒng)在加熱爐煙道出口安裝U型壓力計(jì)檢測(cè)爐膛負(fù)壓。爐膛負(fù)壓應(yīng)保持在20Pa左右。過(guò)小的爐膛負(fù)壓可能造成回火傷人事故。過(guò)大的爐膛負(fù)壓會(huì)加速爐膛內(nèi)氣體的流動(dòng)速度，減少換熱時(shí)間,造成排煙溫度過(guò)高;過(guò)大的爐膛負(fù)壓還會(huì)使進(jìn)入爐膛的空氣量增加，進(jìn)而提高過(guò)量空氣系數(shù)。這兩方面原因都會(huì)導(dǎo)致加熱爐熱效率降低。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，負(fù)荷率和季節(jié)都會(huì)影響加熱爐爐膛壓力。負(fù)荷率與爐膛負(fù)壓成反比，因此，負(fù)荷率高的時(shí)候，爐膛負(fù)壓會(huì)變小,應(yīng)該增大煙道擋板的開(kāi)度;反之，應(yīng)該減小擋板的開(kāi)度。大慶地區(qū)春季、秋季風(fēng)多，煙囪抽力大，應(yīng)減小擋板開(kāi)度。冬季、夏季風(fēng)力相對(duì)較小，煙囪抽力小，應(yīng)增大擋板開(kāi)度。依據(jù)《加熱爐熱工測(cè)試方法(SY/T6381-1998)》，對(duì)某轉(zhuǎn)油放水站4#加熱爐進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)跟蹤測(cè)試，并與采用上述措施前的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比(具體比較數(shù)據(jù)見(jiàn)表1)。測(cè)試表中數(shù)據(jù)通過(guò)愛(ài)能熱克2000燃燒效率分析儀測(cè)得。通過(guò)以上技術(shù)措施的應(yīng)用,該轉(zhuǎn)油放水站4#熱洗爐過(guò)量空氣系數(shù)由1.66下降到1.26,排煙溫度由40UC下降到213C,效率由69.19%提高到81.12%,提高了11.93%,年節(jié)氣9.5x104m3。天然氣價(jià)格按照0.9元/m3計(jì)算,實(shí)際節(jié)省費(fèi)用為8.55萬(wàn)元。上述節(jié)能措施共投資2.6萬(wàn)元,3個(gè)月內(nèi)可收回改造投資,投資回收期短?？梢?jiàn)，在火筒爐煙道出口位置安裝氧含量監(jiān)測(cè)自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)、排煙溫度檢測(cè)系統(tǒng)及爐膛負(fù)壓檢測(cè)系統(tǒng)是解決目前加熱爐熱效率低的一個(gè)行之有效的方法，值得推廣。(欄目