提高真空加热炉热效率节能效果研究

2022-09-11

当前, 随着油田开采的不断深入, 吨油耗气量呈上涨趋势, 因真空加热炉而引起的燃料未全面燃烧和散热损失等能源浪费与环境污染已是油田企业必须高度重视的问题, 所以, 实施节能降耗刻不容缓。提高真空加热炉热效率, 不但能够有效节约企业成本, 而且还有效保障了生态环境。

一、真空加热炉的结构及其原理

1. 结构

具体涵盖了:燃烧器、炉胆、回燃室、烟管、水盘管、油盘管、烟囱和防爆真空阀、负压安全阀、真空压力表等众多的安全附件所组成。其中, 燃烧器的作用是把燃料和空气根据一定的比例混合进行燃烧。炉胆是燃料燃烧时的场所, 同时, 还是布置炉膛壁面的炉管吸收火焰辐射热的空间。原油主要从盘管中穿过, 同时, 吸收盘管所吸收的热量, 以提高温度。烟囱主要是产生抽力与排除烟气。

2. 原理

真空加热炉实际通过水在各种压力下沸腾温度不同的特性, 利用沸腾排气的方式产生一个一定真空的真空腔, 锅筒中的压力变为负压。燃气通过燃烧器在炉膛中全面燃烧, 然后, 火焰与高温烟气通过炉胆、回燃室、烟管把热量输送到热媒水。热媒水会在小于负压下受热蒸发产生饱和蒸汽, 运用蒸发、冷凝、再蒸发、再冷凝的方式把热量及时的输送至盘管中的流动介质 (水或油) , 以确保其满足用户提出的温度要求。

二、提高真空加热炉热效率的节能技术

提高真空加热炉热效率包括增强加热炉燃料气的燃烧效率、加强余热回收等节能渠道。按照提高真空加热炉热效率节能渠道, 介绍了相关的节能技术。

1. 提高真空加热炉燃料气的燃烧效率

首先, 对真空加热炉的燃烧状态予以改善;加热炉的下游部分常会由于波动而导致燃料气带胺液, 胺液粘性太大难以正常燃烧, 在不断高温下还会逐渐形成固体化合物, 对火嘴造成了严重的堵塞, 不仅导致燃料气的严重浪费, 同时, 还降低了加热炉的稳定性。要想有效解决上述现象, 就应采用先进有效的铁丝疏通火嘴技术, 在对加热炉燃烧状况进行改善的同时, 还将加热炉中的蒸汽雾化、燃料烟气多级雾化, 有效保证燃料的全面燃烧。

其次, 提高真空加热炉的燃烧技术;真空加热炉燃气喷枪应以多级强化雾化结构为主, 喷嘴应选用多级进风技术, 这样加热炉中燃料就会混合、燃烧, 进而推动燃料室中燃料气的全面燃烧。同时, 真空加热炉表面的平均温度应适当的提高, 从而保证真空加热炉具有较高的热负荷与自行处理能力。

2. 降低附属设备耗能

所谓附属设备耗能损失具体涵盖了鼓风机、引风机、吹灰器等加热炉辅助设备整体能耗。在对加热炉燃料品质进行改善后, 使其结垢问题进一步减轻, 也无需多用吹灰器。传统的通过热载体循环泵 (使用对象是水热媒空气预热器) 的加热炉越来越少, 所以, 现阶段的附属设备损失耗能包括鼓风机、引风机消耗的能量。

传统中, 主要是通过风道上的碟阀和烟道上挡板对真空加热炉供风与负压进行控制调节。若蝶阀与挡板只属于单轴或者双轴, 那么, 将实现不了较高的调节效果线性较差, 实践操作存在较大难度, 所以, 通常而言可调节挡板一般应达到三轴以上的位置。

现阶段, 我国石油化工企业基于多数加热炉的鼓风机、引风机做了细致的变频改造。风机通过变频改造, 不仅防止了电能消耗, 同时, 还具备较高的调节作用, 在线性调节加热炉的供热量与炉膛压力十分有利。

3. 真空加热炉的余热回收

首先, 运用水热媒技术;该技术能够通过除氧水与除盐水在加热炉中构建相应的分析循环系统, 热煤水在此循环系统中能够有效吸收加热炉对流室排出的烟气, 同时, 利用自己的换热器将烟气中的热量全面吸收, 然后将热量用于加热助燃空气。此项技术操作简便、系统简单, 对真空加热炉的余热回收效率提高也是非常有效, 从而保障了真空加热炉良好的燃烧效率, 达到了预期的节能效果。

其次, 无机传热技术;该项技术不仅能够增强真空加热炉的传热效率, 而且利用无机传热工质将无机元素及时的注入进加热炉中的诸多金属管与夹层板腔中, 从而实现良好的导热性, 促进加热炉余热回收率的提升, 实现节能目的。

结论

综上所述可知, 真空加热炉是一种在壳体内设置炉胆、烟管或者火筒式加热装置, 利用工作压力 (压强) 始终低于所处地点大气压的中间载热体 (水与水蒸气) , 加热同时装设在壳体内的换热器中被加热介质 (水、油、气) 的加热设备。其主要在真空 (负压) 状态下运行, 中间载热体利用无限循环的相变方式完成传热过程。真空加热炉具有自动节能燃烧器与真空相变换热技术的优势, 不仅炉效很高, 同时有着较好的安全稳定性。对真空加热炉合理利用, 是有效节约油田开发与生产成本的最佳渠道。本文主要以真空加热炉的结构及其原理为切入点, 分析研究了提高真空加热炉燃料气的燃烧效率、降低附属设备耗能、真空加热炉的余热回收这几方面的节能渠道, 以保障真空加热炉热效率的提升, 实现预期的节能效果。

摘要：真空加热炉主要是一种油田加热设备, 不仅能够用于原油、天然气加热, 而且还能用于生活用水加热。此加热设备具有结构紧凑、功能齐全特点, 全面综合了自动、手动、智能化控制。传热介质密闭循环, 作业中无需补水。按照介质负荷变化情况, 能自行调节供热量。本文首先概述了真空加热炉的结构及其原理, 其次, 提出了提高真空加热炉热效率的节能技术。

关键词：真空加热炉,热效率,节能技术