加热炉类型.docVIP

一、加热炉结构型式 胜利油田加热炉的主要结构型式有火筒式间接加热炉和管式加热炉两种。水套炉属于火筒式间接加热炉，外部为金属壳体，壳内介质为水，壳体内部设置火筒、炉管，火焰加热水套中的水，通过水间接加热炉管内的原油。管式炉在炉膛内布置炉管，直接加热炉管以达到加热管内介质的一种型式。 油田近年来推广应用的超导热管加热炉、真空加热炉、分体式相变加热炉属于火筒间接加热炉，其基本原理与水套加热炉基本相同，只是使用的传热介质和结构型式有所不同，设计热效率较高，运行热效率理想。燃烧器主要采用进口燃烧器、并配备了控制调节系统，能够低氧燃烧，并具有一定的可调性，保证了加热炉的经济运行。 管式加热炉主要有直接加热原油的快装管式炉和间接加热的热媒炉，快装管式加热炉用于加热流量稳定的低含水原油具有较大优势；热媒炉在自动化控制方面具有优势，但运行成本和维护费用高，需要配套热媒循环动力系统、换热器、热力管网，系统配套费用高，而且热媒性质发生变化后需要更换，增加设备运行费用；适用于热源要求比较多，温度要求较高的场所。 加热炉工作过程就是将燃料的化学能转换为热能。加热炉主要由两大部分组成。一是燃烧系统、二是热交换系统。热交换系统，通过各种受热面将燃料燃烧的化学能交换给工质（被加热介质）。主要是水套、火筒、管束等。燃烧系统是燃料的燃烧设备总称，它由给料供应系统、燃烧器、炉膛、送引风系统，尾部烟道等组成；不管何种结构型式的加热炉，其热交换系统要求有足够的传热面积，较好的传热效果，运行过程中尽量减少结垢，降低排烟温度这一运行指标。燃烧系统要求有较好的调节性能和低氧燃烧特性，以达到控制过剩空气系数运行指标。加热炉热效率的高低主要取决于结构设计合理，有利于燃烧系统发挥作用，同时传热面积要足以满足热负荷的要求；运行过程中要及时调整工况，经济运行。 二、油田加热炉总体运行情况 胜利油田加热炉运行效率总体水平逐年提高，主要是近几年油田不断加大技术改造力度，加强加热炉的更新改造，同时也投产了部分新型加热炉。2000年至2004年油田加热炉运行效率见下表。 年度 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 热效率（%） 78.93 79.56 79.88 82.20 83.10 油田仍有部分加热炉运行效率偏低，主要原因有三个方面：一是老式加热炉设计效率偏低，一般为70%-83%，而且满负荷运行达不到设计的额定热负荷；二是大批加热炉运行时间长、设备老化、系统结垢严重、供热能力、供热负荷及系统效率下降；三是加热炉缺乏必要的运行检测控制系统，燃烧系统大多配有鼓风机，为节流调节，供风量大，可调性较差，加热炉运行过程中过剩空气系数过大，排烟温度偏高，运行效率大幅度下降。 三、收集的部分加热炉信息 单位 联合（接转）站名称 加热炉结构型式 额定热功率（MW） 从上图可以看出，排烟热损失是加热炉热损失中比例最重的一个，占83.21%，排烟热损失是影响热效率的主要因素，所以降低排烟热损失是提高加热炉热效率的一个有效途径。 影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和过剩空气系数两个运行指标。烟气短路、受热面积灰、传热面结垢 、超负荷运行都将引起排烟温度的升高；而炉膛漏风和风量配置不当是影响过剩空气系数两个方面。 下面就影响排烟热损失的两个主要运行指标进行分析。 1、过剩空气系数： 油田加热炉配备的燃烧器大多配有鼓风系统，采取节流调节的方式，这种方式在加热炉负荷调节时，需要人工调节档板的开度，配风量难以掌握，空气过剩系数很难有效控制， 下图为采用该调节方式运行的一台加热炉进行的调节试验。 人工调节档板的加热炉效率与过剩空气系数的关系图 由上图可以看出：过剩空气系数在1.2左右时，热效率达到最佳值。低于1.2时，随着的降低，加热炉的运行效率不断降低，且变化较快。大于1.2时，随着的增大，加热炉运行效率总的趋势是不断降低的。过剩空气系数每增加0.1%，热效率降低约0.5%。 所以过剩空气系数的控制是加热炉经济运行的关键，以人工调节档板方式节流调节的燃烧器在过剩系数的控制上有一定缺陷，需要操作人员掌握加热炉的运行规律，而且要有较高的责任心，而高效燃烧器本身配有自动配风调节装置，有些还采用了变频技术，不仅过剩空气系数得到有效控制，加热炉经济运行的同时，达到节电的效果。 2、排烟温度： 从新投产的加热炉和旧式水套炉对比数据中可以看出，排烟温度比水套炉降低104.3℃，热效率提高了7.64%，也就是说排烟温度每降低12-15℃，热效率提高1%。 投产时间 过剩空气系数 排烟温度（℃） 排烟热损失（%） 热效率（%） 旧式水套炉 88-89年 1.78 314.6 20.85 77.10 新投产加热炉 2002-2004年 1.72 210.3 12.69 84.74 旧式水套加热炉