加熱爐過濾除濕裝置

王宇 姜殿軍 徐凱 趙蓬 李天祥

摘要：NP1-1D集輸站加熱爐在使用中發(fā)現(xiàn)在潮濕天氣、春季楊絮等粉塵環(huán)境下無法點(diǎn)火啟爐、點(diǎn)火閃爆或點(diǎn)不著火等情況。加熱爐停爐后嚴(yán)重影響集輸系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，給設(shè)備的安全運(yùn)行和管理帶來了弊端。通過對進(jìn)風(fēng)道加設(shè)除濕裝置大大降低了加熱爐潮濕、粉塵環(huán)境下故障率

關(guān)鍵詞：加熱爐進(jìn)風(fēng)除濕;分子篩

一、引言

NP1-1D集輸站投產(chǎn)于2008年7月，主要擔(dān)負(fù)著南堡區(qū)塊油井的摻水伴熱及原油外輸、污水處理任務(wù)。全站共有2臺兩項(xiàng)分離器、3臺一段脫水三相分離器、2臺二段脫水三相分離器，3臺外輸油泵，6臺真空相變加熱爐，11臺外輸水及摻水泵，3臺注水泵，污水配套系統(tǒng)一套。加熱爐是集輸站生產(chǎn)平穩(wěn)的關(guān)鍵運(yùn)行設(shè)備，擔(dān)負(fù)著全區(qū)各島來液的加熱和NP1—1D的供暖的重要任務(wù)。冀東油田大部分使用機(jī)械公司生產(chǎn)的新遠(yuǎn)牌加熱爐，加熱爐進(jìn)風(fēng)通道為操作間與基座中空的通道，在使用中發(fā)現(xiàn)在潮濕天氣加熱爐燃燒器會因吸入潮濕空氣致使燃燒器內(nèi)部凝結(jié)水珠造成加熱爐爐膛溫度低至設(shè)定值后無法點(diǎn)火啟爐，另外春季楊絮等粉塵環(huán)境下易造成加熱爐進(jìn)風(fēng)擋板被雜物卡死致使風(fēng)門被限定出現(xiàn)點(diǎn)火閃爆或點(diǎn)不著火等情況。加熱爐停爐后嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)油站三相油水分離效果和集輸系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，給設(shè)備的安全運(yùn)行和管理帶來了弊端。

二、存在的問題

改造前加熱爐進(jìn)風(fēng)通道為操作間與底部水泥基座中空的通道，進(jìn)風(fēng)通道狹小且密閉受環(huán)境影響大，雨雪或大霧天氣進(jìn)風(fēng)口附近潮濕，空氣中的水分子會通過狹小的流道進(jìn)入燃燒器內(nèi)部，在燃燒器的風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)后在點(diǎn)火電極中形成凝結(jié)水珠造成加熱爐加熱到目標(biāo)參數(shù)停爐后，在爐膛溫度降至自動啟機(jī)的設(shè)定值時(shí)加熱爐點(diǎn)火不成功造成燃燒器報(bào)警。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中對燃燒器進(jìn)行拆卸擦拭后加熱爐會在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行正常后又因?yàn)榭諝獬睗袢紵鲀?nèi)凝結(jié)水珠停機(jī)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的同時(shí)無法從根源解決問題。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)如果進(jìn)風(fēng)口附近粉塵等雜質(zhì)過多會造成進(jìn)風(fēng)擋板卡死，造成加熱爐過剩空氣系數(shù)無法調(diào)整至正常值易造成氣量過大啟爐時(shí)閃爆或空氣量過大無法點(diǎn)火，造成設(shè)備調(diào)整參數(shù)困難、熱效率低，現(xiàn)狀已不能滿足安全、環(huán)保、節(jié)能等各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。給生產(chǎn)帶來了諸多不便和安全隱患，增加了員工的勞動強(qiáng)度。

三、進(jìn)風(fēng)道改造

加熱爐進(jìn)口與進(jìn)風(fēng)擋板之間的通道增設(shè)擋板當(dāng)空氣經(jīng)過通道時(shí)進(jìn)行攔截實(shí)現(xiàn)對空氣中的水氣、粉塵進(jìn)行攔截。

針對除濕材料初步選擇有毛氈、多孔生化棉、分子篩，經(jīng)過篩選試驗(yàn)后選定氧化鋁分子篩作為除濕材料。氧化鋁分子篩是一種多孔性的鋁硅酸鹽結(jié)晶體，又叫泡沸石。有天然的，也有人工合成的常見的不同型號分子篩有：A型、X型等。經(jīng)高溫活化沸石失結(jié)晶水后，晶體內(nèi)形成許多孔穴，其孔徑大小與氣體分子直徑相近，且非常均勻，依據(jù)晶體內(nèi)部孔穴大小吸附或排斥不同的物質(zhì)分子，同時(shí)根據(jù)不同物質(zhì)分子極性或可極化度而決定吸附的次序，達(dá)到分離的效果。分子篩的孔徑分布是非常均一的，結(jié)構(gòu)和組成變化明顯，具有良好的熱穩(wěn)定性、水熱穩(wěn)定性、較好的化學(xué)穩(wěn)定性等性能。分子篩用于吸附脫水，分子篩對水有較強(qiáng)的親和力，結(jié)構(gòu)中有大量均勻的幾何網(wǎng)狀型空穴，這些空穴只允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入，起到了篩分分子的選擇吸附作用。常用分子篩孔徑規(guī)格有0.3、0.4、0.5nm，水分子直徑為0.27～0.32nm，因此分子篩在吸附脫水方面表現(xiàn)出了較高的選擇性。分子篩在吸附脫水方面表現(xiàn)出較高的選擇性。分子篩能將混合物中各組分高效分離，分子篩能脫除氣體或液體中百分之幾乃至痕量的水分。而且操作簡單、成本低，并且分子篩在改變溫度或改變相對壓力的情況下具有良好的再生性能脫附再生循環(huán)使用。

通過在加熱爐進(jìn)風(fēng)墻體貼合處加裝框架，并在框架內(nèi)加入分子篩吸潮除濕、多孔生化棉除粉塵使加熱爐進(jìn)氣口達(dá)到干燥清潔，此過濾除濕裝置在NP1-1D人工島3臺加熱爐進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)使用，并制定了分子篩的更換周期為一個(gè)月，未發(fā)生頻繁停機(jī)故障同時(shí)分子篩可析出水分，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，成功后，又陸續(xù)在集輸站進(jìn)行了推廣使用。經(jīng)過18年一年的測試和應(yīng)用加熱爐潮濕粉塵天氣燃燒器故障率下降了83%，解決了惡劣天氣下頻繁故障停機(jī)的難題。

四、效益分析

通過對進(jìn)風(fēng)口的改造，可取得以下效果：1、減少人工勞動強(qiáng)度，省時(shí)省力，保障了生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。2、減少了人員拆卸燃燒器造成的安全風(fēng)險(xiǎn)及隱患，提高了安全性，3、除濕裝置加工價(jià)格便宜，維護(hù)費(fèi)用低，節(jié)約了成本。改造前每次維修費(fèi)用在1600元，并且雨雪天氣燃燒器只能治標(biāo)不治本，全年三相運(yùn)行溫度在40℃，外輸油含水10%，嚴(yán)重影響了三相區(qū)域的平穩(wěn)運(yùn)行。改造后設(shè)備故障率降低，全年三相運(yùn)行溫度提升至45℃，三相脫水效果好，外輸油含水穩(wěn)定控制在0.05%，污水處理指標(biāo)懸浮物含量、濁度達(dá)標(biāo)率有顯著提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許元棟， 馬波， 凌鳳香， 等. 中微孔結(jié)構(gòu)沸石分子篩的合成研究進(jìn)展[J]. 當(dāng)代化工， 2005， 34（2）： 85-88.

[2] 王英濱， 靳昕， 林智輝. MCM-41中孔分子篩吸附水中Cr（VI）的動力學(xué)研究[J]. 硅酸鹽學(xué)報(bào)， 2007， 35（2）： 197-201.