油田常用加热炉类型及发展趋势

孙立明（大庆油田有限公司采油七厂规划研究设计所，黑龙江 大庆163000）

作为我国油田在地面工程当中最为重要的地面设施之一，油田加热炉对油气地面工程的正常运行有着非常重要的作用。在整个油田地面工程当中，从油井的井口加热一直到成品油的运输输送等所有的油田地面工程油田加热炉都在其中发挥着非常重要的作用。在实际的油田地面工程运行当中，对油田加热炉进行合理的布置和使用能够有效地建设油田生产建设成本，提高油气运输效率，减少对于油田资源的能量消耗等等。除了这些现如今在油田当中经常广泛使用油田加热炉，现如今还有还有新研究的新型加热炉，比如真空超导加热炉等等，以便满足现代油田建设生产对于加热炉不同类型的需求。本文将主要对现如今常用的四种油田加热炉的特点、原理以及缺陷进行总结性的分析和阐述，并对油田加热炉在未来的发展趋势进行简要的探讨，希望本文能够对相关油田进行加热炉选用提供借鉴。

1 油田常用加热炉

1.1 管式加热炉

管式加热炉还可以具体的分为螺旋式和直接式两种类型的加热炉。因为管式加热炉是采用使用火焰直接加热的方式，所以对加热炉内的生产介质的换热温度很高，能够对加热炉内的生产介质进行快速的加热但是管式加热炉在对炉内的生产介质进行加热的过程当中，如果生产介质是容易结垢的介质，那么在加热过程当中在加热炉管壁快速地进行结垢，对管式加热炉的换热效率产生严重的影响。并且如果管壁上的结垢出现不均匀分布的情况，还会导致管式加热炉部分区域过热、容易引发爆炸事故。

1.2 火筒式加热炉

火筒式加热炉主要运用的工作原理是通过将燃料燃烧的能量通过火筒来对炉内的生产介质进行加热。当火筒式加热炉在进行工作的过程当中，需要进行加热处理的生产介质会通过加热炉里面的进液分配管计入到火筒式加热炉的最低部，火筒式加热炉对生产介质的加热方式主要是通过吸收眼光和火管的热量进行加热。在以往的传统火筒式加热炉当中，一般情况下都是采用负压燃烧的方式为火筒式燃烧炉内的生产介质进行加热。通过这样的方式进行加热生产介质在炉内的结构就不会对火筒式加热炉的正常工作产生严重的影响。但是，由于在火筒式加热炉里面的生产介质在加热的过程当中流动速度太慢，在火筒式加热炉对生产介质进行加热的过程当中在炉内表壳结垢。所以，火筒式加热炉在实际的工作过程当中，通常情况下不会对稠油以及采油污水等生产物质进行加热，避免对火筒式加热炉产生损伤。

火筒式加热炉在我国也已经得到了非常广泛的应用，为了更加适应在油田生产建设的不同需求，各种新型的火筒式加热炉也被设计出来。比如说火筒式热管炉就是其中的代表作。火筒式热管炉通过将以往传统的火筒式加热炉和热管进行有效地结合。这样不仅能够让火筒式热管炉具有传统火筒式加热炉所具有的优势，而且还能够采用火筒壁和热管壁双重加热的复式传热技术，使得加热炉在对生产介质进行传热的效率更高。火筒式热管炉是现如今技术比较先进的一种加热炉类型，兼具传统火筒式加热炉和热管的双重优势。

1.3 水套管加热炉

水套管加热炉的工作原理和火筒式加热炉的工作原理和类型都是十分相似的，而水套管加热炉与火筒式加热炉不同的地方就在于水套管加热炉的炉壳内和火管接触的不再是生产介质而是水。水套管加热炉的工作原理是首先通过火筒将炉内的水进行加热，然后在用加热过后的水对炉内的生产介质进行传热。使用水套管加热炉就能够很好的避免管式加热炉和火筒式加热炉所遇到的问题，不会担心管内产生的结垢以及腐蚀对于加热炉的影响，并且由于水套管加热炉的火筒并没有直接地接触加热炉内的生产介质，所以比前面两种加热炉具有更高的安全性。

1.4 相变加热炉

相变加热炉相对于前面的几种类型的加热炉算是一种新型的加热炉。相变加热炉的工作原理主要是通过燃料燃烧将炉内的水进行加热沸腾产生汽化的现象，然后通过汽化的水与相变加热炉的换热盘进行接触换热，然后通过换热盘对加热炉内的生产介质进行加热。相变加热炉作为一种新型的油田加热炉，具有高效的传热效率、和良好的安全性等优点。近年以来相变加热炉在我国的各大油田都得到了非常广泛的应用，并且取得了不错的应用效果。同样的为了更加符合油田地面工程在实际的应用，相变加热炉也设计出了各种各样的型号，来满足油田生产建设对于相变加热炉的实际需求。

以上的四种类型的油田加热炉是现如今我国各大油田应用最为广泛的油田加热炉，有效地掌握以上四种类型的油田加热炉的实际工作特点以及所存在的缺陷对于油田进行油田加热炉类型的选用有着非常重要的现实意义。

2 油田加热炉新技术

2.1 提高加热炉效率的技术攻关方向

要想对现如今的加热炉的换热效率进行进一步地提高，可以从以下的几个方向对加热炉的技术难题进行攻克。首先可以研究在油田当中开发井口效率高效并且负荷小的油田加热炉。这样就能有效地对井口加热炉的换热效率进行进一步地提高。第二对加热炉的使用的燃料技术进行改进，改用一些清洁型的能源作为油田加热炉的燃料，这样就能够使得油田的空气清洁指数能够得到进一步提高，减少燃料对于大气的污染。第三，对现有加热炉的换热技术进行进一步的研究，寻找出更加高效持久的换热技术，有效地保证加热炉的换热效率。第四，提高对于加热炉燃料所产生的余热利用率，通过有效地利用加热炉燃烧燃料所产生的余热对炉内的生产介质进行加热，能够进一步提高加热炉对于生产介质的加热效率，促进加热炉更加高效地运行。最后还可以研究应用自动化技术和监控技术，随着我国科学技术的不断发展，现如今自动化技术和计算机网络技术在各行各业都得到了非常广泛的应用，对于油田加热炉的研究也可以加强对于自动化技术和信息化技术的应用，实现油田加热炉的智能化。

2.2 加热炉燃烧和传热技术

对油田加热炉的燃烧技术和传热技术进行进一步改进和突破是对油田加热炉技术进行进一步突破和革新的最为有效的方法。现如今的油田加热炉燃烧技术主要有全自动燃烧技术、无电自动控制技术等等，这对这些燃烧技术还可以进行进一步的完善课改进，有效促进油田加热炉在未来油田地面工程运行当中的可持续发展。

3 结语

综上所述，对于油田加热炉的研制过程几乎就是我国对于油田的开发历史，在现如今的油田生产建设过程当中，合理选用油田加热炉的类型对于油田的开发有着至关重要的作用。相变加热炉作为一种新型的加热炉，在传热效率和安全性上面都有着巨大的保障，已经凭借着巨大的优势，在近年来我国各大油田进行广泛的引入应用。在现如今对于加热炉的研制当中，主要的发展趋势是趋向于自动化程度高和安全性强等方面。当然，对油田加热炉的技术革新，同样是应用油田加热炉的重要一环，加强对油田加热炉的技术研究，是油田加热炉应用的主要课题之一。