常減壓裝置減壓爐在油氣加工中的應用

王 瀟

（廣安職業(yè)技術學院，四川廣安 638000）

常減壓裝置減壓爐在油氣加工中的應用

王 瀟

（廣安職業(yè)技術學院，四川廣安 638000）

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升，社會發(fā)展對石化產(chǎn)品的需求不斷增長，在此背景下有效開發(fā)油氣加工技術與設備成為了必然需求。常減壓裝置減壓爐是油氣加工中應用較為廣泛的設備，此設備通過熱輻射作用實現(xiàn)油氣混合物溫度的調節(jié)，輔助油氣加工系統(tǒng)完成不同沸點范圍內油氣組分的分離，在減壓深拔膠質和瀝青質含量較高的原油的生產(chǎn)過程中發(fā)揮著尤為重要的作用。闡述了油氣加工常減壓裝置減壓爐的基本構造，同時從爐管內油氣兩相流型的控制與爐管內最佳油膜溫度的控制兩個層面分析了減壓爐應用的要點。

油氣加工；常減壓裝置；減壓爐

1 油氣加工常減壓裝置減壓爐的基本構造

油氣加工中使用的常減壓裝置減壓爐通常為管式加熱爐，一部典型的減壓爐系統(tǒng)通常包括輻射室、對流室、燃燒器、余熱回收系統(tǒng)以及通風系統(tǒng)等。圖1為油氣加工常減壓裝置減壓爐的基本構造。

圖1 油氣加工常減壓裝置減壓爐的基本構造

1.1 輻射室

常減壓裝置減壓爐輻射室是進行熱量交換的主要部分，主要包括燃燒器、風道、輻射管等結構。輻射室內部熱量交換由熱輻射方式進行，減壓爐內部70％～80％熱負荷在此處傳遞。輻射管是輻射室的主要傳熱結構，火焰、煙氣在此處散發(fā)輻射熱，其材料要具有足夠的高溫強度和高溫化學穩(wěn)定性。

1.2 對流室

常減壓裝置減壓爐對流室通過輻射室的高溫煙氣對物料進行對流加熱，此部分主要包括遮蔽管、對流管等構件。對流室通常設置于輻射室上部，高溫煙氣以較高速度流經(jīng)爐管管壁進行熱傳導，減壓爐內部20％～30％熱負荷在此處傳遞。對流室吸熱量與減壓爐熱效率正相關，吸熱量越高減壓爐熱效率越高，為了提升常減壓系統(tǒng)應用效果，對流室通常選擇釘頭管或翅片管等高換熱面積元件。

1.3 余熱回收系統(tǒng)

常減壓裝置減壓爐余熱回收系統(tǒng)的主要作用是通過對流室煙氣熱量回收的形式，提升系統(tǒng)的熱量利用效率。常見的油氣加工預熱回收系統(tǒng)多為空氣預熱方式，通過在對流室上部安裝空氣預熱器完成熱量回收與空氣加熱，加熱后的空氣參與油氣開發(fā)工藝應用，減少了前期加熱所消耗的熱能，有效提高了系統(tǒng)的整體效率。余熱回收系統(tǒng)的安裝與使用同樣需要進行合理的設計，保證系統(tǒng)具有理想的換熱面積，能夠對余熱進行有效的吸收。

1.4 通風系統(tǒng)

通風系統(tǒng)的主要作用是將空氣有效的引入燃燒器維持持續(xù)性的燃燒作用，同時對熱空氣進行引流保證煙氣流通速度，達到理想的輻射換熱效果?，F(xiàn)階段，部分常減壓裝置減壓爐通風系統(tǒng)依然為傳統(tǒng)的自然通風式系統(tǒng)，但隨著當前油氣加工工藝復雜度的不斷提升，減壓爐的構造復雜性也在提升，內部煙氣流通阻力水平較高，為了維持理想的整體熱效率，采用強制通風系統(tǒng)已經(jīng)成為了不二選擇。

2 常減壓裝置減壓爐在油氣加工中的應用

2.1 爐管內油氣兩相流型的控制

常減壓裝置減壓爐在油氣開發(fā)應用的過程中首先要解決的是結焦問題，因此需要對爐管內油氣兩相流型進行有效的控制，尤其針對減壓深拔減壓爐的操作，在油氣兩相流型不當?shù)那闆r下，極易出現(xiàn)結焦問題同時伴隨較大的噪聲問題，對爐管造成嚴重損害。油氣兩相流型控制應以環(huán)狀流為理想目標，確保環(huán)狀液相包裹在爐管內壁上，管心線附近為氣相，附著在管壁上的液體均勻分布，從而全面保證減壓爐管壁與油品的換熱時間與效率。同時，油氣兩相環(huán)狀流也能將霧狀油滴與爐管內壁有效隔離，避免出現(xiàn)油滴滯留結焦的問題。

具體而言，常減壓裝置減壓爐油氣兩相流型控制過程中，應以油品溫度與流速規(guī)律為基礎，輻射室內部爐管前端中的油品溫度較低，氣化量較小，此時按恒定速度控制油品主體流速。從中前部根爐管開始，油品氣化速度開始加快，可開始提升油品流速。在爐管擴徑部位，由于油品氣化膨脹形成的局部阻力，將造成油品流速突變，流速快速上升。最終，油品氣化率在輻射室出口達到最大值，最高油品流速也出現(xiàn)在輻射室出口。

2.2 爐管內最佳油膜溫度的控制

減壓爐油膜溫度過高時，油品會發(fā)生裂解反應，生成固體焦顆粒和小分子氣體。隨著操作周期的延長，焦顆粒會沉積在爐管內壁上并逐漸累積形成結焦層，降低管壁導熱系數(shù)，使管壁溫度逐漸增加，嚴重時會損壞爐管。注汽點的確定對油膜溫度和油品停留時間的控制有重要影響。在出口條件相同的情況下，注汽點愈靠近爐出口，注汽點前的油品主體溫度和油膜溫度愈高，注汽后的氣化量也就愈大。反之，注汽點愈靠近爐入口，注汽前的油品主體溫度及油膜溫度較低，注汽后的氣化量愈小。因此，在減壓爐應用過程中為了對油膜溫度進行有效的控制，應以油品主體溫度和油膜溫度條件為依據(jù)控制注汽，將注汽點設置在油品溫度泡點處。同時，應充分協(xié)調注汽點與注汽量，根據(jù)加壓爐內部油品汽化量水平合理提高注汽量，從而保證內部油氣兩相流型為環(huán)狀流。

3 結束語

綜上所述，常減壓裝置減壓爐是油氣加工中應用最為廣泛的設備之一，對于油氣加熱與壓力控制有著重要的作用。在實際應用過程中，行業(yè)工作者應準確把握常減壓裝置減壓爐的構造特征與應用特點，結合油品開發(fā)的實際需求設置各項運行參數(shù)，通過合理有效的操作提升減壓爐運行效率，為油品的高效開發(fā)利用創(chuàng)造有力條件。

[1]顏虎.降低常減壓裝置加工損失探討[J].煉油技術與工程，2014.

[2]章琦.常減壓用能現(xiàn)狀分析與節(jié)能優(yōu)化措施[J].石油石化節(jié)能與減排，2012.

Application of Pressure Reducing Furnace in Atmospheric and Vacuum Distillation Unit in Oil and Gas Processing

Wang Xiao

With the continuous improvement of economic level in our country，the demand for petrochemical products by social development is increasing.Effective exploitation of oil and gas processing technology and equipment under this background has become an inevitable demand.Atmospheric Decompression Unit Vacuum furnace is widely used in oil and gas processing equipment，the device through the role of thermal radiation to achieve the regulation of oil and gas mixture temperature，auxiliary oil and gas processing system to complete the range of different components of the boiling point of oil and gas separation，Which plays a very important role in the production of crude oil with high content of glial and asphaltene.The basic structure of decompression furnace in crude oil and gas processing unit is described.At the same time，the key points of application of vacuum furnace are analyzed from two aspects：control of oil-gas two-phase flow pattern and control of oil film temperature in furnace tube.

oil and gas processing；atmospheric and vacuum distillation unit；Decompression furnace

TG172

A

1003-6490（2016）08-0025-02

2016-08-08

王瀟（1988—），女，四川廣安人，助教，主要研究方向為油氣加工、分析檢測。