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【摘要】加热炉是油田集输过程中不可缺少的关键设备，担负着油田油气产品的加热升温任务，是油田生产过程中主要能耗设备。油田加热炉中的污垢在管内沉积，减少了水流的截面积，增强了水流阻力，增加了动力消耗，大大降低油田生产能力。污垢的特性是低导热系数，在油田生产运行中导热系数的减小直接影响到加热炉的效率。本文将针对以上问题主要探讨加热炉除防垢的措施及实施效果，加强对加热炉的管理，减少耗气量，提高加热炉热效率。
【关键词】加热炉 节能 除垢 管理
1 前言
目前，第七采油厂建有各类燃气加热装置134台，其中真空加热炉33台，占加热炉总数的27.97%。2009年全厂加热炉总能耗为75756.8吨标煤，占全厂总能耗33.26%，其中消耗自产气5161.0万立方米、外引气535.0万立方米。第七采油厂目前在用加热炉，普遍结垢严重，导致炉效偏低，是造成加热炉能耗居高不下的一个重要原因，既浪费能源又具有一定的安全隐患。特别是真空炉，每年需酸洗一次，工作量大，而且存在施工安全隐患、环境污染、管线腐蚀、施工周期长等问题，已不能适应当前油田发展的的形势，急需探索新的、安全可靠的除垢方式来解决加热炉除垢问题，加强加热炉的管理，寻求更好的除垢、防垢措施。
2 除垢、防垢措施现场试验效果
第七采油厂近年已采取多种除垢、防垢措施，来应对加热炉结垢严重，耗气量居高不下等问题，下面将分类介绍、对比各种除防垢措施的实施效果。
2.1 应用低功耗高频震荡除垢防垢技术
2.1.1 基本原理
低功耗高频震荡除垢防垢技术是将超声波直接作用于热交换装置内部，从而实现在线防垢、除垢的纯物理方法，超声波除防垢技术是利用物垢刚而脆的机械特性进行除垢的，对硬垢作用效果极为显著。当低功耗超声波除防垢设备激发的超声波震荡沿着热交换设备的金属构件传递至管束上。所以，这是一项通过对积垢持续不断的高效剥落来达到除防垢效果的前所未有的高新技术。
2.1.2 现场试验
2008年在第三油矿葡三联合站脱水岗3台真空加热炉、第一油矿葡北1#转油站3台加热炉、2009年在葡北13#转油站2台加热炉安装了低功耗超声波除防垢仪的（功率0.1kw）。
测试安装前和使用3个月后加热炉的效率以及掺水泵的效率。检测发现炉效和泵效均有所提高，平均加热炉热效率由74.65%提高到78.98%，提高了4.33%，泵效率由72.31%提高到76.46%，提高了4.15%，表明该设备确实有效。
2.2 加热炉FHC-D红外线节能涂料涂敷
2.2.1 基本原理
FHC远红外节能剂是一种涂刷于加热炉炉膛内壁的新型节能涂料，采用辐射吸热原理，能够提高加热炉炉膛吸热能力和加热炉系统效率，节约天然气。
2.2.2 现场试验
2009年在第七采油厂55台加热炉推广应用节能涂料涂敷，测试前后耗气指标，节气率达到6%以上，節能效果明显。
2.3 电子除垢仪
2.3.1 技术原理
电子除垢仪的核心是一个调制信号发生器。采用先进的集成电路和信号处理技术，产生一种复杂频率的调制信号，通过信号电缆将该调制信号加在管道上，在管道内部产生一个分子力动态干扰场（ADDMF信号场），作用于管道中的流体和溶于其中的溶盐分子，产生一种核化效应。
2.3.2 现场试验
2009年10月，第七采油厂分别在应用了敖包塔联合站二合一进口管线、敖四转油站四合一进口管线安装了两台高效电子除垢系统，2010年10月对可以录取垢样的敖包塔联合站2#二合一加热炉进行前后期垢样对比，前期垢厚为7.18mm，运行一年后录取垢样，后期垢厚为3.22mm，除垢效果明显。2套加热炉高效电子除垢系统1-9月份节约燃气5.06×104m3。
2.4 真空加热炉空穴射流清洗技术
2.4.1 技术原理
放入管路中的清洗器，在流水的推动下，快速向前移动，清洗器上的金属叶片产生高频震荡，清洗器被由此产生的急速旋转的涡流所包围，形成连续移动的低压区，瞬时激射出强力的微射流，无数的微射流会聚成冲击波，彻底粉碎沉积物。
2.4.2 现场试验
（1）在加热炉进口连接仪器投放装置，投入清洗仪器，与水泥车相连接，水泥车与水罐车连接。
（2）在加热炉出口连接仪器接收装置，连接排污管线至空罐车内；
（3）启动水泥车推动清洗仪器在盘管中行进；
（4）观察排垢情况，用接收显示仪测定仪器进入接收装置后，水泥车停止工作，取出仪器，单根管线清洗结束；
葡三联脱水岗3台真空加热炉清洗前热水温度与外输温度相差25℃，清洗后20天内的平度温度差18℃，说明清洗后，盘管导热能力增强，除垢效果明显。
清洗前，葡三联脱水岗3台真空加热炉同时运行，加热温度为65℃的平均耗气量为11188 m3/d，清洗后，平均耗气量为9357m3/ d，清洗后每天节气1831m3，节气效果显著。
3 除防垢效果及经济性对比
从上述现场试验可以看出：
（1）低功耗超声波除防垢仪除垢及节能效果均较好，但单台费用14.5万元，一次性投入较高，投资回收期较长。
（2）FHC-D红外线节能涂料具有耐高温、辐射率高、降低烟垢和水垢生成速度的特点，但该材料的有效期仅为12个月，虽然降低了烟垢和水垢的生成速度，但不能阻止水垢生成，不适宜长期使用。
（3）电子防垢仪除垢防垢效果良好，但单台费用太高，且安装复杂，不易维护。
4 结论
通过对以上加热炉除防垢技术的对比分析，可以看出空穴射流清洗技术无论是除垢效果还是经济性都要优于其他除防垢技术，建议在今后的加热炉清洗中推广应用。我们今后应该加大管理力度，探索合理的管理措施，本文就管理措施方面提出以下几点建议：
（1）完善加热炉维修维护技术档案，密切监控加热炉的运行状态，严禁超温、超压、超负荷运行，及时发现可能存在的安全隐患。
（2）定期检测加热炉的运行情况，确保各项运行指标正常。
（3）定期检测加热炉的燃气指标，确保燃气指标达到要求，保证加热炉的燃烧效率。
（4）定期对加热炉采取除垢、防垢措施，增强盘管导热性，减少热量流失，降低加热能耗。
【关键词】加热炉 节能 除垢 管理
1 前言
目前，第七采油厂建有各类燃气加热装置134台，其中真空加热炉33台，占加热炉总数的27.97%。2009年全厂加热炉总能耗为75756.8吨标煤，占全厂总能耗33.26%，其中消耗自产气5161.0万立方米、外引气535.0万立方米。第七采油厂目前在用加热炉，普遍结垢严重，导致炉效偏低，是造成加热炉能耗居高不下的一个重要原因，既浪费能源又具有一定的安全隐患。特别是真空炉，每年需酸洗一次，工作量大，而且存在施工安全隐患、环境污染、管线腐蚀、施工周期长等问题，已不能适应当前油田发展的的形势，急需探索新的、安全可靠的除垢方式来解决加热炉除垢问题，加强加热炉的管理，寻求更好的除垢、防垢措施。
2 除垢、防垢措施现场试验效果
第七采油厂近年已采取多种除垢、防垢措施，来应对加热炉结垢严重，耗气量居高不下等问题，下面将分类介绍、对比各种除防垢措施的实施效果。
2.1 应用低功耗高频震荡除垢防垢技术
2.1.1 基本原理
低功耗高频震荡除垢防垢技术是将超声波直接作用于热交换装置内部，从而实现在线防垢、除垢的纯物理方法，超声波除防垢技术是利用物垢刚而脆的机械特性进行除垢的，对硬垢作用效果极为显著。当低功耗超声波除防垢设备激发的超声波震荡沿着热交换设备的金属构件传递至管束上。所以，这是一项通过对积垢持续不断的高效剥落来达到除防垢效果的前所未有的高新技术。
2.1.2 现场试验
2008年在第三油矿葡三联合站脱水岗3台真空加热炉、第一油矿葡北1#转油站3台加热炉、2009年在葡北13#转油站2台加热炉安装了低功耗超声波除防垢仪的（功率0.1kw）。
测试安装前和使用3个月后加热炉的效率以及掺水泵的效率。检测发现炉效和泵效均有所提高，平均加热炉热效率由74.65%提高到78.98%，提高了4.33%，泵效率由72.31%提高到76.46%，提高了4.15%，表明该设备确实有效。
2.2 加热炉FHC-D红外线节能涂料涂敷
2.2.1 基本原理
FHC远红外节能剂是一种涂刷于加热炉炉膛内壁的新型节能涂料，采用辐射吸热原理，能够提高加热炉炉膛吸热能力和加热炉系统效率，节约天然气。
2.2.2 现场试验
2009年在第七采油厂55台加热炉推广应用节能涂料涂敷，测试前后耗气指标，节气率达到6%以上，節能效果明显。
2.3 电子除垢仪
2.3.1 技术原理
电子除垢仪的核心是一个调制信号发生器。采用先进的集成电路和信号处理技术，产生一种复杂频率的调制信号，通过信号电缆将该调制信号加在管道上，在管道内部产生一个分子力动态干扰场（ADDMF信号场），作用于管道中的流体和溶于其中的溶盐分子，产生一种核化效应。
2.3.2 现场试验
2009年10月，第七采油厂分别在应用了敖包塔联合站二合一进口管线、敖四转油站四合一进口管线安装了两台高效电子除垢系统，2010年10月对可以录取垢样的敖包塔联合站2#二合一加热炉进行前后期垢样对比，前期垢厚为7.18mm，运行一年后录取垢样，后期垢厚为3.22mm，除垢效果明显。2套加热炉高效电子除垢系统1-9月份节约燃气5.06×104m3。
2.4 真空加热炉空穴射流清洗技术
2.4.1 技术原理
放入管路中的清洗器，在流水的推动下，快速向前移动，清洗器上的金属叶片产生高频震荡，清洗器被由此产生的急速旋转的涡流所包围，形成连续移动的低压区，瞬时激射出强力的微射流，无数的微射流会聚成冲击波，彻底粉碎沉积物。
2.4.2 现场试验
（1）在加热炉进口连接仪器投放装置，投入清洗仪器，与水泥车相连接，水泥车与水罐车连接。
（2）在加热炉出口连接仪器接收装置，连接排污管线至空罐车内；
（3）启动水泥车推动清洗仪器在盘管中行进；
（4）观察排垢情况，用接收显示仪测定仪器进入接收装置后，水泥车停止工作，取出仪器，单根管线清洗结束；
葡三联脱水岗3台真空加热炉清洗前热水温度与外输温度相差25℃，清洗后20天内的平度温度差18℃，说明清洗后，盘管导热能力增强，除垢效果明显。
清洗前，葡三联脱水岗3台真空加热炉同时运行，加热温度为65℃的平均耗气量为11188 m3/d，清洗后，平均耗气量为9357m3/ d，清洗后每天节气1831m3，节气效果显著。
3 除防垢效果及经济性对比
从上述现场试验可以看出：
（1）低功耗超声波除防垢仪除垢及节能效果均较好，但单台费用14.5万元，一次性投入较高，投资回收期较长。
（2）FHC-D红外线节能涂料具有耐高温、辐射率高、降低烟垢和水垢生成速度的特点，但该材料的有效期仅为12个月，虽然降低了烟垢和水垢的生成速度，但不能阻止水垢生成，不适宜长期使用。
（3）电子防垢仪除垢防垢效果良好，但单台费用太高，且安装复杂，不易维护。
4 结论
通过对以上加热炉除防垢技术的对比分析，可以看出空穴射流清洗技术无论是除垢效果还是经济性都要优于其他除防垢技术，建议在今后的加热炉清洗中推广应用。我们今后应该加大管理力度，探索合理的管理措施，本文就管理措施方面提出以下几点建议：
（1）完善加热炉维修维护技术档案，密切监控加热炉的运行状态，严禁超温、超压、超负荷运行，及时发现可能存在的安全隐患。
（2）定期检测加热炉的运行情况，确保各项运行指标正常。
（3）定期检测加热炉的燃气指标，确保燃气指标达到要求，保证加热炉的燃烧效率。
（4）定期对加热炉采取除垢、防垢措施，增强盘管导热性，减少热量流失，降低加热能耗。