关于采油过程中加热炉节能措施的研究

关于采油过程中加热炉节能措施的研究

李振华 1 周博文 2

1. 长庆油田第七采油厂山城作业区 甘肃 环县 745000

2. 云畅游戏科技股份有限公司西安分公司 陕西 西安 710066

摘要：

加热炉广泛应用于采油生产运行过程之中，加热炉起承担着油气产品的加热功能。加热炉能够抑制油气生产中设备及管线的结垢结蜡问题。然而加热炉的投用会对油田生产造成大量能量消耗，从而进一步降低油田生产的能力。本文主要针对采油过程中加热炉的原理进行分析，探讨加热炉节能措施，从而提升加热炉生产效率。

关键词：加热炉；加热功能；能量消耗；节能；生产效率

一、结构及原理分析

在油田开采中，加热炉应用较为广泛的一种机械设备，利用的原理是利用当地大气热力的负压状态，对油气进行稳定加热^[1]。油田真空加热炉，构成结构相对复杂，一般主要包括对流室、盘管以及燃烧器、烟囱等。对流室内，设置有大量炉管，炉管可以吸收大量的热量，利用盘管将热量传递给原油，烟囱负责将气体排出。

真空原理，在不同压力情况下，水能够被煮沸的温度存在不同，借助此原理，可以在加热炉内形成真空，使炉筒内的压力由正转负，对油田油气进行加热。在燃烧器内部，空气中的氧气，可以和燃料混合均匀，燃烧产生的热量，传给热媒水，在炉筒内的负压作用下，热媒水形成的饱和蒸汽，可以通过气相变化，对油田油气进行加热，以保证油田加热要求^[2]。

二、影响加热炉效率因素

（1）负荷

经调查显示，燃烧的燃料负荷，若控制在一定范围内，则不会对生产效率有明显的影响。但是一旦负荷超过一定界限，则会促使热炉中的燃料不能和空气中的氧气充分混匀，燃料不能够充分燃烧，会与燃烧产生的烟气一同被烟囱排出，促使油田气在加热油田时，一直处于较低的概率，且还会消耗大量的燃料。生产实践的数据表明，当燃料负荷超过100%时，会间接造成燃料的不充分燃烧，在此阶段，负荷越大，则燃料燃烧效率越低^[3]。在负荷不足100%时，燃料的燃烧效率，会随着热负荷的增大而逐渐增大，负荷越大，则燃烧效率越高，因此，想要达到燃烧效率与节能的双重要求，应该将燃烧负荷控制在百分之百的范畴前后。

（2）空气

加热炉的燃烧，不仅需要燃烧的原材料，还需要助燃的空气，因此，在燃料中混入的空气的量，同样会直接决定加热炉的加热效率^[4]。如果在燃料中，加入的空气过多，则会产生大量的黑烟，降低油田气加热炉的环境效益，促使烟囱超负荷工作，而且降低油田废气处理的除尘性能。而如果在燃料中，充入不足量的空气，则会让燃料不经过充分燃烧，直接排向大气，不仅仅会浪费能源资源，还会造成未充分燃烧燃料的大面积污染，降低加热炉的热效率，因此，将燃料中的空气，控制在合理的范围之内，对于优化加热炉的能源效率，格外重要。

（3）烟气排放

烟气排放过程，同样是加热炉在工作时，格外关键的一环，烟气排放过程，将生产过程中产生的废气排出，也会裹携带走部分热量，使热量不能完全的应用于油田的加热过程。因此烟气排放过程，同样需要着重考虑，慎重研究。经试验研究表明，烟气排放时，温度越高，则热效率越低。加热炉，排烟温度每升高15摄氏度，油田的加热炉的热效率就会降低1%。此外，烟气的排放也会增大环境负担，为环境带来较大压力。在加热炉的生产工作中，热量的回收也十分关键，对于节能效果提升也意义深远。

三、节能措施

（1）落实维护管理

加热炉作为损耗性机械，必须要做好日常的养护工作，进而延长其使用周期，提升其生产效益。作为生产企业，应该将加热炉的维护工作作为日常重要工作加以落实，建立切实可行的维护制度，各生产部门也应该结合真空加热炉的实际运转情况，进行维护，做好加热炉各构件结构情况、腐蚀情况的系统登记，对不能符合加热炉生产效益要求的构建，进行及时的更换和维修，对于结垢的部分，进行好除垢，以保障热量的高效传递。

（2）控制加热炉负荷

为提高加热炉效率，技术人员需要严格控制加热炉的负荷效率，防止因过量负荷造成的加热炉效率降低问题。作为生产企业应该充分认识到负荷对于加热炉生产的影响，做好企业所应用的加热炉负荷与热效率之间关系的研究。此外，为避免生产过程中出现负荷超标或不足的问题，作为生产企业，应该建立完善的监督机制，实时监测真空加热炉的各项技术参数，谨防超负荷现象的发生。

（3）风量配比控制

加热炉中的燃料风量，会通过影响单位时间与燃料混合的空气量，因此，也会影响到加热炉的生产效率。生产单位应该切实的保证风量配比的合理性，防止应为鼓风量不合适引起的燃料燃烧不充分问题。在实践中，作为技术人员，应该要切实落实如下要求。第一，定时完成燃烧器性能的优化。作为技术人员，应该定期对加热炉的燃烧器进行维护、管理和优化，只有性能良好的燃烧器，才能保证燃料在空气中能够充分燃烧，且保证燃烧的热量能够大程度的供给油田的加热，避免热量的损失，进而提升油田的燃烧效率。加热炉内，技术人员需要将空气余量控制在合理的范畴，同时提升加热炉内的密封性能。

（4）合理控制排烟余气

加热炉在生产过程中，所排出的烟气的温度，一般会处于较高的水平，但是也并不会超过200摄氏度，燃料烟气，经由换热盘，然后达到燃烧前产生的热量，无法被加热炉所吸收，该部分热量在生产实践中，只能流失，造成热能的浪费。在加热炉的生产中，应用烟气余热回收技术，可以将回收产生的热量，重新投用到油田的加热当中，避免热量的损失，从而提升生产的效能。

总结

加热炉具有复杂的结构和工作流程，在生产过程中，存在各类因素，制约与阻碍生产效率，进而造成了大量的能量损耗，显著提升企业生产的经济成本与环境成本，因此，必须要采取有效的措施，进行加热炉生产控制、管理与优化，进而实现加热炉生产节能化。本文通过对加热炉的基础结构和原理进行分析，详细探讨影响其生产效率和能量消耗的主要原因，即负荷、炉壁及烟气排放和使用时间等，并基于此，提出了提升加热炉生产效率的方式，望予同行以借鉴。

参考文献：

[1]李东,张学湛,丁国伟.低热值煤气双蓄热技术在薄板坯连铸连轧辊底式加热炉应用的探讨[C].全国薄板坯连铸连轧生产技术研讨会.2017.

[2]郝建峰,薛飞.组合式FAE换热器在石化加热炉节能改造中的应用[J].石油化工设备技术,2019(5).