關(guān)于管道加熱爐效率提高方式及途徑的探究

夏光銘 袁小軍

摘要：加熱爐在油氣集輸系統(tǒng)中是一項非常重要的設備，同時也是一種高能耗設備。加熱爐的熱效應水平會直接影響到油田技術(shù)設備的節(jié)能效果，通過分析管道加熱爐的熱效應影響因素，提出相應的改進措施，從而有效提高管道加熱爐的節(jié)能效果，從而有效實現(xiàn)了油田企業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：管道;加熱爐;途徑

目前我國油田在進行輸送過程中主要采用加熱爐技術(shù)進行加熱輸送，因此加熱爐是一種非常關(guān)鍵的設備，在油田集輸油氣或者輸送原油過渡中加熱主要是通過加熱爐來完成的，但是在實際加熱過程中，加熱爐的運行效率只有60%，與實際要求存在較大差距，尤其是針對高效的油氣運輸處理系統(tǒng)。通過對加熱爐進行研究可以看出，對加熱爐的關(guān)鍵部位進行技術(shù)優(yōu)化，能夠有效提高加熱爐的運行效率，從而實現(xiàn)高效運輸。

1管道加熱爐效率的影響因素

1.1換熱損失

通過分析以往的故障加熱爐，發(fā)現(xiàn)在加熱爐內(nèi)部火管上會覆蓋大量的泥沙，在泥沙下面有著不同厚度和硬度的污垢，這些物質(zhì)會降低火管與爐內(nèi)液體之間的熱交換效率，為了能夠達到所設定的溫度，必然會增加燃燒強度，導致火管局部過熱發(fā)生變形和穿孔現(xiàn)象。

1.2排煙損失

加熱爐內(nèi)的燃料在經(jīng)過燃燒之后所產(chǎn)生的煙氣也會含有一定的熱量，如果沒有得到有效利用也會造成熱損失。當加熱爐中燃料供應保持穩(wěn)定的狀態(tài)下，加熱爐煙氣排放量的變化較小。因此排煙溫度高低也會影響到加熱爐的熱效率，排煙溫度越高熱效率越低，因此在實際生產(chǎn)過程中應當降低排煙溫度，從而有效提高熱效率。在現(xiàn)有的條件下，利用煙氣余熱回收技術(shù)可以有效提高加熱爐熱效率的提升。另外當排放煙氣的溫度太低時，很有可能導致加熱爐內(nèi)的煙囪產(chǎn)生水滴，進而導致加熱爐的末端出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，集輸系統(tǒng)加熱爐排煙溫度要求控制在5～10℃以上。

1.3不完全燃燒

管道加熱爐在冬季使用過程中由于氣溫較低，進入加熱爐內(nèi)的空氣溫度也較低，導致助燃空氣在燃燒過程中會吸收大量的熱能，進而增加了燃料的消耗，空氣分子不活躍，燃氣與空氣無法進行充分融合，從而降低了加熱爐的燃燒效果。另外，加熱爐內(nèi)的溫度過低導致燃料氣管容易發(fā)生結(jié)冰堵塞現(xiàn)象，嚴重的情況下會出現(xiàn)停爐。

1.4爐體散熱損失

加熱爐散熱損失是整個加熱爐熱量與環(huán)境之間所產(chǎn)生的熱交換，導致一部分的熱量會損失在環(huán)境中。保溫層由于爐體的使用年限過長而出現(xiàn)損壞或者脫落，目前所使用的巖棉保溫效果較差，使爐體的散熱損失增大，從而影響了加熱爐的燃燒效果。

2管道加熱爐的改善措施

2.1對加熱爐進行除垢操作

由于油田水質(zhì)較差，當環(huán)境條件發(fā)生變化時，經(jīng)常會發(fā)生結(jié)晶作用或者是沉降作用，從而形成了碳酸鈣以及各種鐵鋁化合物。這些物質(zhì)會沉積在管道內(nèi)壁層而形成水垢，嚴重阻止了熱量的有效傳導。同時會引起燃料所釋放的熱量無法充分吸收，導致燃料浪費，針對這一問題工作人員需要采取人工去污或者電子除垢儀表技術(shù)，對加熱爐進行有效除垢，才能夠有效提高加熱爐的使用效率。另外，超聲波高頻震蕩技術(shù)的利用可以沿著加熱爐的爐壁直達管道，超聲波在進行傳遞過程中使加熱爐壁上的污垢不斷脫落，另一方面能夠?qū)ξ酃傅男纬善鸬筋A防效果，清理加熱爐內(nèi)部的污垢可以有效提高加熱爐的傳遞效率。

2.2選取合理過?？諝庀禂?shù)

在實際生產(chǎn)過程中，采用過剩空氣系數(shù)與反平衡效率來選擇合適的過?？諝庀禂?shù)。過?？諝庀禂?shù)如果太大或者太小都會導致熱損失的增加。另外排煙熱損失，氣體未完全燃燒熱損失就會越小，熱效率就越大。其中排煙熱，損失和機械未完全，燃燒熱，損失占到加熱爐熱損失的80%以上，因此，將排煙熱損失和機械未完全燃燒熱損失的最小時所對應的空氣系數(shù)為最佳過剩空氣系數(shù)。

由于較大的過?？諝庀禂?shù)必然會引起加熱爐熱損失的降低。因此在實際運行過程中，確保加熱爐內(nèi)燃料能夠完全燃燒的前提下，盡量減少加熱爐的過剩空氣系數(shù)。

2.3更換自動燃燒器

加熱爐的核心部件就是燃燒器，加熱爐燃燒效率和環(huán)保排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是燃燒器。針對加熱爐在運行過程中燃燒器調(diào)節(jié)性能差，導致加熱爐的運行參數(shù)調(diào)節(jié)不到位的問題，工作人員需要及時更換自動燃燒器。自動燃燒器除了能夠?qū)崿F(xiàn)點火熄火保護和低液位連鎖保護等安全功能以外，還可以根據(jù)加熱爐的運行負荷進行有效控制，實現(xiàn)了燃燒自動調(diào)節(jié)，確保加熱爐始終處于高運行的狀態(tài)。

2.4改進保溫材料

為了能夠有效減少加熱爐本體的散熱損失，需要對加熱爐的保溫材料進行改進，使用硅酸鋁纖維進行噴涂，在使用過程中取得了優(yōu)秀的效果，該工藝技術(shù)在使用過程中能夠有效保護加熱爐能夠?qū)崿F(xiàn)長時間的保溫，并且該保溫技術(shù)與傳統(tǒng)的工藝技術(shù)相比，施工速度快，保溫效果好，噴涂纖維整體無縫銜接，同時使用壽命較長，能夠有效提高加熱爐的保溫質(zhì)量，減少了爐體熱損失。

2.5控制排煙溫度

通常情況下，增加加熱爐內(nèi)的吸熱量，在確保爐體不產(chǎn)生水滴的前提下盡量降低煙氣排放溫度，減少供入燃料與排放煙氣之間的溫度差是控制排煙溫度最為有效的方法。在設計加熱爐過程中應當增大輻射爐對流室的傳熱結(jié)構(gòu)，增加對流管的長度和數(shù)量，設置自動控制的吹灰器等措施。為了避免排煙過程中水蒸氣對爐體的腐蝕性，從加熱爐安全運行的角度進行分析，加熱爐排煙溫度也不可能無限制降低，因此需要設置合理的溫度控制來減少腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

3結(jié)束語

綜上所述，加熱爐作為管道運輸?shù)闹饕?jié)能對象，加熱爐效率的高低會直接影響到油田的節(jié)能評價，因此在實際運行過程中應當針對加熱爐所存在的問題找出節(jié)能關(guān)鍵點，才能夠?qū)崿F(xiàn)管道運輸?shù)墓?jié)能效果。在實際工作過程中，還需要技術(shù)人員根據(jù)加熱爐的性能特點、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工藝流程進行充分研究，并且制定相應的優(yōu)化方案，從而可以有效提高加熱爐的運行效率，使加熱爐能夠高效運行，減少自然能源的消耗，降低運輸成本，為企業(yè)的發(fā)展奠定基礎，從而有效提高在社會上的競爭力。

參考文獻

[1]許彥博，許鐵，許元偉，張軒，穆承廣，劉國豪.提高輸油管道加熱爐熱效率的主要途徑[J].石油石化節(jié)能，2017

[2]李成龍.試論提高管式加熱爐熱效率的措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014：76-76.

[3]鄒善義.提高加熱爐熱效率的方法分析[J].石化技術(shù)，2019：165.