孙仁龙 张侃毅 赖德贵 董占元 新疆石油勘察设计研究院有限公司

轮南作业区加热炉提效技术改造

孙仁龙 张侃毅 赖德贵 董占元 新疆石油勘察设计研究院有限公司

加热炉是油气田生产中广泛使用的加热设备，目前塔里木油田加热炉耗气量占总耗气量的35.2%，加热炉使用过程中存在耗能高、负荷率和热效率偏低等问题，未达到中油股份公司加热炉（锅炉）热效率的要求。结合塔里木油田轮南作业区加热炉存在的实际情况，开展了加热炉提效技术研究，通过应用烟气余热回收技术、空气预热技术及采用全自动电子比例调节式燃烧器，提高加热炉运行水平，实现了节能降耗。

塔里木油田；加热炉；烟气余热回收；空气预热；全比例调节燃烧器

1 项目背景

（1）天然气处理站400×104m3原稳装置的8 MW导热油炉排烟温度为258℃，热效率为82.5%，负荷率40%，耗气量323.1×104m3/a（标况）。

（2）天然气处理站40×104m3天然气处理装置的1 500 kW导热油炉排烟温度为250℃，热效率为85%，负荷率113.3%，耗气量170.9×104m3/a（标况）。

（3）轮南作业区井口加热炉共计13台，平均热效率70.6%，单井加热炉负荷率14.5%，耗气量16.5×104m3/a（标况）。

天然气处理站8 MW导热油炉和1 500 kW导热油炉热效率测试结果见表1。

按照《石油工业用加热炉能效限定值及能效等级（GB24848—2010）》中加热炉节能评价值的要求，轮南作业区加热炉能效测试具体分析见表2。

表1 轮南作业区天然气处理站加热炉热效率测试结果

2 加热炉提效改造对策

一般加热炉提效主要从以下方面考虑[1]：

（1）更新低效高耗加热炉。

（2）配套节能型高效燃烧器。

夹逼定理常用于求数列极限中的无穷和的极限问题。若和的各项为分式，且各分母不同(但为等价无穷大)，则可以通过各项分母的放缩(保持等价性)以形成公分母，达到通分化简的效果，再用夹逼原理求极限。

（3）配套辐射定向吸热节能技术。

（4）加热盘管清垢防垢技术。

（5）加热炉余热回收技术。

本次改造将从3个方面进行：

（1）对于8 MW导热油炉，在真空加热炉尾部安装烟气余热冷凝器装置。

表2 轮南作业区加热炉能效测试分析

（2）1 500 kW导热油炉采用高温热风型燃烧器替换原有燃烧器，安装空气预热器。

（3）单井加热炉燃烧器更换为全自动电子比例调节式燃烧器，并进行相应控制系统改造。

3 加热炉提效改造实施

3.1 8MW导热油炉余热回收改造

天然气处理站内的清水换热器E-701热源为8 MW导热油炉导热油，此次在真空加热炉尾部安装烟气余热冷凝器装置，使清水进入烟气余热冷凝器装置与高温烟气进行换热，不再需要8 MW导热油炉提供热源，从而减少了燃气用量。

烟气冷凝器装置材料采用翅片高效换热技术制作，设备内部与烟气接触的碳钢部分采用航天部高级陶瓷防腐漆处理，下部设置有冷凝水收集器，可以有效收集烟气冷凝水，杜绝冷凝水倒灌加热炉。烟气冷凝器主要技术参数见表3。改造后烟气冷凝器节能率见表4。

表3 烟气冷凝器主要技术参数

表4 烟气冷凝器节能率测试

3.2 1500 kW加热炉余热回收改造

采用高温热风型燃烧器替换原有燃烧器，安装空气预热器加热进炉的空气，再回炉助燃。利用烟气热源进行热交换，以提高加热炉进风温度，强化和促进燃烧。改造完成后，加热炉排烟温度由250℃降至150℃，可使助燃空气温度由20℃提升至125℃。空气预热器节能率测试数据见表5。

表5 空气预热器节能率测试

3.3 井口加热炉燃烧器更换

单井加热炉燃烧器更换为全自动电子比例调节式燃烧器，并进行相应控制系统改造，改造完成后13台井口加热炉热效率将从目前的70.6%提高至86%，额定节气量达到2.7×104m3/a（标况）。

4 结论

（1）安装烟气余热冷凝器装置后，8 MW导热油炉节气率8.6%，额定节气量31.5×104m3/a。

（2）采用高温热风型燃烧器替换原有燃烧器，安装空气预热器后，1 500 kW导热油炉额定节气量9.2×104m3/a。

（3）13口单井加热炉燃烧器更换为全自动电子比例调节式燃烧器，并进行相应控制系统改造，改造完成后额定节气量能够达到2.7×104m3/a。

[1]王录军，周学军，雷钧，等．长庆油田加热炉提效途径探讨[J]．石油工业技术监督，2014（8）：4-6．

（栏目主持 李艳秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.003

孙仁龙：助理工程师，2012年毕业于西南石油大学化学工程与工艺专业，主要从事炼油化工、油气田地面工程设计。

2015-04-19

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