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某联加热炉区工艺优化探讨

2018-01-10孙清林大庆油田第八采油厂第一油矿技术队黑龙江大庆163000

化工管理 2017年35期
关键词:水套外输盘管

孙清林(大庆油田第八采油厂第一油矿技术队,黑龙江 大庆 163000)

某联合站于1994年建成投产,经过多次扩改建,相继建成脱水转油、地下水深度处理、注水、含油污水处理、变电等部分。脱水系统主要接收5座中转站(某-1、某-3、某-4、某-5转油站及某35转油站)含水原油和8座集油阀组间的油气水混合液,对其进行气液分离、脱水,并接受某一联、某某一联输送的净化油,计量并外输某联合站,设计外输能力*m3/d。加热炉作为某联油田原油集输系统中重要的设备,承担了诸多提温加热的工作如:原油的脱水,掺水,取暖,管道伴热、外输加热等。

1 某联加热炉区工艺现状及流程

截止目前加热炉区共有加热炉9台,其中掺水炉3台,2008年新建,为采油*队油井提供掺水;热油循环炉1台,2008年新建,为站内10000m3净化油储罐提供热油循环;外输炉2台,1994年建成,对某联外输油进行加热外输。脱水炉3台,2005年新建2台,2009年新建1台,对进复合电脱水器的原油进行加热。

2 加热炉区运行目前存在问题

2.1 掺水炉运行不稳定、效率低下

某转油站外油井总数为103口,目前开井37口,大部分油井为低效、长关井,辖阀组间8座。站外集油半径大,水利及热力损失较大,平均单井掺水量达到1.2m3/h,夏季所需总掺水量为1800 m3/d,冬季所需总掺水量为2600 m3/d。目前某转油站内运3台1.5MW真空加热炉为宋二转油站站外油井提供掺水,3台加热炉满负荷运行出口掺水温度最高为64℃,掺水出站设计温度应为70℃,冬季时无法满足生产需求,造成部分油井低温无法开井,针对这些问题,对3台加热炉进行了酸洗盘管、更换盘管、调整燃烧器参数均无法解决生产中存在的根本问题。

某联3台掺水加热炉均为分体相变式真空加热炉,换热盘管采用列管式并联方式排列,由120根DN25细管组成,容易结垢造成盘管堵塞、换热效率降低、掺水量下降,燃烧器产生的热量无法通过盘管换热。

经仪表检测,加热炉最大热效率仅为82.98%,在运2台加热炉实际输出热负荷仅为2.45MW,无法满足生产需求。

2.2 外输炉长期停运,设备多、管理难度大

某联外输炉2台,为0.58MW水套加热炉,于1994年建成,点火方式为手动点火,无烧火间。2009年新建热油循环系统,经过热油循环炉对10000 m3储油罐净化油循环加热,出口温度能够达到外输温度要求。外输炉长期处于停运状态,造成资源的浪费及现场管理难度的加大。

3 问题治理

根据某联加热炉工艺现场情况及地面工艺特点,针对出现的问题,通过现场实践和理论相结合,提出改进方法。

3.1 掺水炉内部优化,优化盘管直径

水套加热炉以其可靠的安全性能,在油田地面工程中得到广泛应用。它避免或减轻了火筒的结垢和腐蚀,火筒不直接与生产介质接触,安全性好。虽然水套炉在换热效率上不如真空炉,但真空炉的高效率必然损失了其他方面的特性。例如换热面积的加大,导致的真空炉易结垢、易受腐蚀。综合考虑在运分体相变式真空炉盘管细、易结垢,换热效率差,3台加热炉长期满负荷运行,封头面板均高温鼓包变形,考虑将已建3台1.5MW真空炉拆除,新建3台2.0MW水套炉,保障站外油井正常生产运行。

3.2 设备整合优化

对原有的外输炉、掺水炉进行整合,多功能合一。加热炉总台数由原来9台减少至7台。考虑到目前通过热油循环炉对10000m3净化油储罐循环加热能够满足原油外输的温度要求以及外输炉的长期停运,拆除原有的2台外输水套炉,新建掺水、外输两用炉。

3.2.1 热负荷计算

按目前在运的泵排量计算:

外输进口温度在45℃左右,出口温度为52℃左右,因此可以确定所需要的热负荷为:

加热炉效率按88%计算,可确定掺水热负荷为:0.82÷0.88=0.9(2MW)。因此,外输炉负荷可选用1台1.0 MW水套加热炉,

3.2.2 加热盘管管径的确定

根据理论计算及经验值分析,确定了外输盘管直径为DN200,掺水盘管为DN80。

3.3 迁建热油循环炉,优化布局。

调整热油循环炉及掺水炉布局,炉区总占地面积由原来的928.7m2减少至853.9m2,为日后扩建留有余地。新建掺水外输两用炉与迁建后的热油循环炉左右相邻,实现外输与热油循环炉互为备用。

4 结语

(1)通过对加热炉这一联合站关键设备的探讨,对加热炉盘管进行理论计算结合经验值,确定优化加热盘管直径,减少结垢机会,提高换热效率。

(2)对加热设备进行合一整合,优化简化工艺,减少设备投资。减少维修维护费用、炉区整体简洁美观,合理布局。

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