火筒式加热炉节能技术应用探讨

2012-11-15王勇大庆油田有限责任公司第四采油厂

石油石化节能 2012年3期

王勇（大庆油田有限责任公司第四采油厂）

火筒式加热炉节能技术应用探讨

王勇（大庆油田有限责任公司第四采油厂）

火筒式加热炉是油田采油厂消耗天然气的主要设备，为节约成本，降低能耗，应用了火筒式加热炉的新型节能涂料和加热炉物理除垢等节能技术。文中对两种新型加热炉节能技术的应用原理和使用情况进行了介绍，并对两种节能技术应用效果进行了综合的评价，优选出有效的物理防垢设备，提出了提高火筒式加热炉天然气节能潜力管理措施，为下步节能工作提出了建议。

加热炉涂料防垢节能

加热炉是消耗天然气的主要设备，大庆油田第四采油厂共有加热炉256台，随着加热炉使用时间的延长，加热炉炉效逐渐降低，天然气消耗量增加。针对上述情况，近几年对火筒式加热炉采取了节能措施。

1 节能涂料的应用

1.1 节能涂料原理

针对加热炉使用过程中加热效果不理想的情况，2007年6月11日，采油四厂对杏北1901站1号加热炉和杏北501站3号加热炉进行了新型节能涂料应用试验，取得了明显效果。

新型节能涂料的红外线吸收率高，能够吸收燃烧时产生的热量和光能，同时传导系数大，把吸收的热量透过火筒最大限度地传递给加热炉内的流体介质，既强化了加热炉火筒的吸热、传热效果，又提高了辐射传热的效率。因此，红外线新型节能涂料可以提高炉效，降低能耗，解决加热炉热洗效果不理想的状况。

1.2 节能涂料应用效果

2008年对50台加热炉实施了加热炉涂层节能改造，2009年对60台加热炉实施了加热炉涂层节能改造，即对加热炉火筒内部涂敷新型节能涂料，火筒内部前后变化见图1、图2。

涂敷前后，我们对加热炉的热效率进行了测试，涂敷节能涂料后比涂敷节能涂料前的加热炉平均热效率提高8.4%，数据见表1。

表1 涂敷节能涂料前后加热炉炉效测试

经过计算，一台加热炉年可节约用气7.06×104m3，涂敷110台节能涂料年可节约天然气为776×104m3。

2 除防垢技术的应用

2.1 加热炉结垢原因

加热炉长期高温运行，烟火管表面结垢严重，结垢导致加热炉热效率降低，燃料消耗和运行成本增加。目前加热炉的清防垢措施主要有两种，一是加防垢剂，但成本高，效果不明显；二是定期人工清理，全厂每年清理加热炉200台次，成本高。

2006—2008年，我们进行了加热炉物理防垢技术研究，总结出了影响加热炉结垢速度的因素为水质、温度、流体流速。根据加热炉结垢规律的研究成果，可以通过降低加热温度、提高流速、改变水质等措施减缓结垢速度。对于已建站，各环节流速相对固定，无法调解，因此，在生产中一是实施常温集输，降低掺水温度；二是通过物理防垢措施，改变水中钙镁离子的物理状态，减缓结垢速度[1]。

2.2 加热炉防垢设备原理及应用效果

通过现场对4种物理防垢设备的试验，优选出了分子力动态干扰场防垢设备效果最好。该防垢设备工作原理是在水中产生电磁场并频繁改变其脉冲频率，使水中的成垢离子晶体经过电磁场的调整，形成新的价电子平衡的中性原子。与带电子的原子比较，其亲和力减小，使通常形成150μm的晶体减小到20μm左右。这样晶体是结构松散的、不易附着沉积的针状物，容易顺水流带走排出。

在使用了该防垢设备2年后，该站加热炉大部分火管露出了铁，在火管上温度最高位置有少量垢，长度为1 m。原来年垢层厚度为24 mm，使用防垢设备后年垢层厚度为5 mm，目前垢层呈鳞片状，上下两层间无粘结力，和火管粘结力很弱，一碰即掉，而且酥软，容易清除，见图3、图4。