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摘要:目前,安塞油田集输领域普遍使用的加热炉有蒸汽锅炉、水套炉等。老式加热炉普遍存在着燃烧和传热强度小、效率低、适应性及安全性差等缺点。采用负压真空相变技术的真空相变加热炉,具有高效、节能、安全、全自动、寿命长久等特点,在油田集输系统中具有广泛的应用价值,有替代传统加热炉的趋势。
关键词:真空相变加热炉 油气集输 故障处理
一、真空相变加热炉的结构与原理
真空相变加热炉基本结构由燃烧受热系统、冷凝换热系统和安全保障系统三部分组成。燃烧受热系统由燃烧器前烟箱、炉胆、回燃室、烟管、烟道和烟囱等组成;冷凝换热系统由主、副工质换热管等组成;安全保障系统由电控系统、真空控制器、仪表阀门及防爆燃装置等组成。
真空相变加热炉以相变换热方式工作,在一个无不凝结气体的密闭容器中,中间介质吸收燃料燃烧产生的热量后汽化成气态并进入气相空间,在气相空间将汽化潜热传递给冷凝换热器盘管内的工质(如水、原油或天然气等)后,冷凝成液体回落到液相空间 , 再次被燃料燃烧加热蒸发,工质不断带走中间介质传递的气化潜热,燃料燃烧后不断供给中间介质燃烧热量,从而形成动态热平衡。
二、真空相变加热炉在集输系统应用优势
真空相变加热炉在安塞油田得到广泛应用,坪桥集中处理站、郭秀玲站、张渠集输站等先后更换为真空相变炉,应用效果较好,与老式加热炉比较,真空加热炉优势更加明显。
1、补水少、无垢、无氧腐蚀
利用水的相变传热技术,可以获得很高的传热系数。系统内的中间介质,在封闭状态下运行极少损失 ,不需经常添加。即使采用普通自来水做中间介质,也不会结垢,由于系统处于无氧状态运行,无氧化腐蚀,寿命长久。
2、蒸发、冷凝过程自然循环
蒸汽发生器与管壳式换热器上下安装,实现水的蒸发、冷凝自然循环,无需外界动力,运行成本很低。不同于常规蒸汽汽换热器需要用循环泵将冷凝水送入炉内。
3、功率更大、安全性更好
由于采用分体式结构,将换热器从炉体中分离出来,有效地减小了蒸汽发生器的体积,使加热功率更大,由于蒸汽发生器体积的缩小,使其受力状态得到改善,安全性得到加强。采用分体式结构,从根本上解决了老式加热炉火管过热烧穿问题,避免了因火灾事故造成的重大损失,产生的安全性和社会效益极大。
4、换热管的清垢简便易行。
由于换热器两端的管箱可以打开,因此可以很方便地采用机械方法清理管内的污垢 ,更适合加热易结油垢、水垢的原油和污水。而水套炉、真空炉的盘管式结构根本无法用机械方法清理,除污、清垢的难度非常大。
5、真空相变炉水蒸汽的温度较高,满足原油加温的需求。
三、真空相变加热炉常见故障排除
1、加热炉烟管堵塞易造成燃气消耗过大,烟囱冒黑烟,防爆门串烟,炉效降低
由于真空相变加热炉炉效高,排烟速度慢,烟尘易吸附在烟管的管壁上。处理方法:定期用烟管疏通工具进行清管,停炉,打开烟箱,用专用工具进行一根一根的疏通,然后关闭烟箱,启动加热炉进行吹扫,烟管内的灰尘随烟囱排出。
2、烟囱根部、烟箱内腐蚀
安塞油田处在西北地区,冬天气温较低。由于加热炉效率高、排烟温度低,烟囱在冬季产生大量的冷凝水,冷凝水顺烟囱流到烟囱的根部及烟箱内,烟囱根部及烟箱内有一定的温度,随着时间的延长造成内部腐蚀,减少了真空相变加热炉的使用寿命,增加了大修成本。处理方法:把烟囱跨接在加热炉的旁边,使烟囱矗立在加热炉的侧面,冷凝水流下后流到烟囱的底部排出,不会造成加热炉烟箱腐蚀,减少大修费用,延长加热炉使用寿命。
四、结束语
真空相变加热炉在安塞油田实际运行显示,相变加热炉在原油集输领域中稠油加热、含油污水加热、腐蚀性介质加热和大功率加热方面显示出它的优势,相变加热炉从根本上消除了加热炉火管烧损造成重大火灾事故,设备运行安全可靠,且减少占地面积 ,降低设备管理工作量,容易实现集中控制,提高自动化水平,是很值得推广的集输加热新模式,具有良好的前景和实际应用价值。
关键词:真空相变加热炉 油气集输 故障处理
一、真空相变加热炉的结构与原理
真空相变加热炉基本结构由燃烧受热系统、冷凝换热系统和安全保障系统三部分组成。燃烧受热系统由燃烧器前烟箱、炉胆、回燃室、烟管、烟道和烟囱等组成;冷凝换热系统由主、副工质换热管等组成;安全保障系统由电控系统、真空控制器、仪表阀门及防爆燃装置等组成。
真空相变加热炉以相变换热方式工作,在一个无不凝结气体的密闭容器中,中间介质吸收燃料燃烧产生的热量后汽化成气态并进入气相空间,在气相空间将汽化潜热传递给冷凝换热器盘管内的工质(如水、原油或天然气等)后,冷凝成液体回落到液相空间 , 再次被燃料燃烧加热蒸发,工质不断带走中间介质传递的气化潜热,燃料燃烧后不断供给中间介质燃烧热量,从而形成动态热平衡。
二、真空相变加热炉在集输系统应用优势
真空相变加热炉在安塞油田得到广泛应用,坪桥集中处理站、郭秀玲站、张渠集输站等先后更换为真空相变炉,应用效果较好,与老式加热炉比较,真空加热炉优势更加明显。
1、补水少、无垢、无氧腐蚀
利用水的相变传热技术,可以获得很高的传热系数。系统内的中间介质,在封闭状态下运行极少损失 ,不需经常添加。即使采用普通自来水做中间介质,也不会结垢,由于系统处于无氧状态运行,无氧化腐蚀,寿命长久。
2、蒸发、冷凝过程自然循环
蒸汽发生器与管壳式换热器上下安装,实现水的蒸发、冷凝自然循环,无需外界动力,运行成本很低。不同于常规蒸汽汽换热器需要用循环泵将冷凝水送入炉内。
3、功率更大、安全性更好
由于采用分体式结构,将换热器从炉体中分离出来,有效地减小了蒸汽发生器的体积,使加热功率更大,由于蒸汽发生器体积的缩小,使其受力状态得到改善,安全性得到加强。采用分体式结构,从根本上解决了老式加热炉火管过热烧穿问题,避免了因火灾事故造成的重大损失,产生的安全性和社会效益极大。
4、换热管的清垢简便易行。
由于换热器两端的管箱可以打开,因此可以很方便地采用机械方法清理管内的污垢 ,更适合加热易结油垢、水垢的原油和污水。而水套炉、真空炉的盘管式结构根本无法用机械方法清理,除污、清垢的难度非常大。
5、真空相变炉水蒸汽的温度较高,满足原油加温的需求。
三、真空相变加热炉常见故障排除
1、加热炉烟管堵塞易造成燃气消耗过大,烟囱冒黑烟,防爆门串烟,炉效降低
由于真空相变加热炉炉效高,排烟速度慢,烟尘易吸附在烟管的管壁上。处理方法:定期用烟管疏通工具进行清管,停炉,打开烟箱,用专用工具进行一根一根的疏通,然后关闭烟箱,启动加热炉进行吹扫,烟管内的灰尘随烟囱排出。
2、烟囱根部、烟箱内腐蚀
安塞油田处在西北地区,冬天气温较低。由于加热炉效率高、排烟温度低,烟囱在冬季产生大量的冷凝水,冷凝水顺烟囱流到烟囱的根部及烟箱内,烟囱根部及烟箱内有一定的温度,随着时间的延长造成内部腐蚀,减少了真空相变加热炉的使用寿命,增加了大修成本。处理方法:把烟囱跨接在加热炉的旁边,使烟囱矗立在加热炉的侧面,冷凝水流下后流到烟囱的底部排出,不会造成加热炉烟箱腐蚀,减少大修费用,延长加热炉使用寿命。
四、结束语
真空相变加热炉在安塞油田实际运行显示,相变加热炉在原油集输领域中稠油加热、含油污水加热、腐蚀性介质加热和大功率加热方面显示出它的优势,相变加热炉从根本上消除了加热炉火管烧损造成重大火灾事故,设备运行安全可靠,且减少占地面积 ,降低设备管理工作量,容易实现集中控制,提高自动化水平,是很值得推广的集输加热新模式,具有良好的前景和实际应用价值。