油田新型高效水套炉的开发研究

对火筒受热面积与负荷率的关系以及烟管换热面积与水套炉效率的关系进行了分析,提出了火筒烟管结构的优化设计方案。采用三维内肋管强化传热技术,可以达到降低水套炉的金属耗量和提高热效率的目的。对火筒烟管结构、换热盘管结构形式以及整体结构进行了优化设计,对热媒介质进行了优选。在此基础上,开发了1750kW高效水套炉。这种水套炉具有高效和小型化特点。     

水套加热炉热力计算方法比较

针对采用SY/T 0535—94《火筒式加热炉热力与阻力计算方法》进行水套加热炉校核计算时,出现的随过量空气系数增加排烟温度不变、火筒出口烟温降低的问题,运用通用的燃油、燃气锅炉热力计算方法,对加热炉进行了重新校核计算。结果表明,通用热力计算法的结果与实际相符,即随过量空气系数增加,排烟温度增加、火筒出口烟温基本不变。分析发现,SY/T 0535—94中热力计算方法未考虑烟气成分对火筒辐射传热的影响,并过分夸大烟管对流传热能力,因而导致大过量空气系数时计算结果偏离实际。建议尽快出台新的水套加热炉热力计算标准,标准中应考虑烟气成分和灰垢热阻对传热的影响。     

新型高效水套加热炉

如果使排烟热损失、化学不完全燃烧热损失和壳体热损失控制在10～15％之间,则水套加热炉的热效率即可达到85～90％。对于采用微正压燃烧方式、电动旋杯燃油火嘴、细烟管、内插湍流发生器、低水位运行以及新型保温材料和结构的水套加热炉,只要注意控制燃烧情况,其热效率就可保持在85～88％的范围内。     

水套炉结构优化的影响因素

烟管总传热系数和加热盘管总传热系数是影响水套炉结构优化的主要因素.对热负荷为1 750 kw、设计热效率为90%的水套炉进行模型热力分析,结果表明:随烟管总传热系数的增大,火筒及烟管的结构尺寸显著缩小,筒体长度大幅度降低;随加热盘管总传热系数的增大,加热盘管数量和结构尺寸显著缩小,筒体直径大幅度减小.强化烟管和加热盘管的传热特性是水套炉结构优化的重要途径.     

水套加热炉真空相变技术改造方法及应用

为了满足油田原油输送对加热炉的节能、环保、安全要求,利用真空相变技术对现有水套加热炉进行改造。在改造过程中,将炉胆内的烟管由159×6mm无缝钢管14根改为76×6mm无缝钢管89根,有效增大了传热面积,从而降低排烟温度,减少燃料的消耗量,提高炉效;同时配备高效全自动燃烧器,优化设计加热盘管和烟管。对1台2326kW水套加热炉的技术改造实践表明,改造后设备节能效果明显,运行平稳,安全可靠,具有重要的推广应用价值。     

分体相变加热装置在集输领域的应用

目前在油气集输领域内,对重质原油、含油污水的加热一般采用火筒式加热炉、管式炉加热炉、水套炉、有机热载体炉和真空加热炉。但这五种炉型用于高粘度重质原油和含油污水加热,均存在一些不足之处。即使是近年来逐渐采用的真空加热炉,虽然其具有锅筒内负压运行、管外相变换热、传热系数大等优点,但由于蒸汽饱和温度低,用于加热重质原油,换热器体积庞大,导致制造成本高或无法满足使用要求。     

火筒式加热炉应用热管技术现场试验

对火筒式加热炉应用热管技术进行了现场试验研究，有效地提高了火筒式加热炉的热效率。现场试验结果表明：单台1．745MW双火筒双烟管式加热炉应用热管技术后，在额定负荷下正平衡热效率提高了7．53％，反平衡热效率提高了7．67％，节气率为8．71％。     

加热炉火筒失效原因及应急修复

HJ2500－Y／0．4－Q加热炉（以下简称加热炉）壳体材质20，加热炉的壁厚10mm，直径3000mm，长度14600mm，工作压力为0．4MPa，设计（操作）温度70℃，壳体内装有火筒，受外压0．4MPa。加热炉是我国油田广泛使用的一种设备。采油厂将从油井抽出的较稠原油输入到加热炉壳体内，输入到火筒内燃烧的天然气产生的热量传至大街外的原油，使原油升温而稀释，粘度降低，便于油气分离和运输加工。1失效的出现某油田炼油厂数台加热炉经过一段时间运行使用后，一般在半年至一年左右，皆出现火筒（材质力、壁厚14mm、外径720mm）局部凹陷的现象，使…     

用热管技术改造油田在用火筒式加热炉

热管技术是本世纪７０年代发展起来的先进技术。热管具有等温性好、温度适应范围广等优点。大庆油田采油一厂与大庆石油学院合作,采用具有高效传热性能的热管元件对传统的加热炉进行节能技术改造研究。通过多种可行方案的对比论证,采用计算机进行优化计算,确定了热管技术用于火筒式加热炉节能技术改造的最佳方案。加热炉的整个改造只在烟管上进行,不改变原加热炉的整体尺寸。在加热炉的两个烟管上,按着烟气温度分布梯度对称地布置了 ８０根３种型号的热管元件和２０根插管,提高了每根烟管的传热能力。现场测试表明,改造后的火筒式加热炉平均每台每天节气 ４００ｍ_３左右。     

萨中油田加热炉防烧损技术

燃气辐射管技术是利用天然气自身能量引射空气使天然气在辐射管内燃烧,该技术以漫辐射方式将热量辐射到火筒内表面,以降低火筒局部热流密度,同时还可降低辐射管出口处的烟气温度,安装燃气辐射管后可使加热炉炉效提高2.8％;防超温安全监测保护装置具有监测炉内温度、报警及控制功能,可有效保证炉管不超温运行,从而避免烟火管的烧损.建议油田在新建或大修加热炉时推广应用燃气辐射管技术及防超温安全监测保护技术.     

大圆筒天然气加热炉流场研究及传热面优化

在天然气运输和应用过程中,天然气加热炉的使用面大量广,提高天然气加热炉的热效率,降低其能耗,显得尤为重要。为此,对大圆筒天然气加热炉内加热元件偏心布置时的流场进行了研究,引入双极坐标系将不规则的偏心圆区域转化成规则的矩形区域,为数值计算创造了良好的算法环境。通过数值计算,得到了大圆筒内加热元件偏心布置时的温度分布和速度矢量分布,并设计了可视化流场实验装置,通过实验研究验证了数值计算结果,在此基础上,优化了大圆筒内火筒、烟管、被加热管束的相对位置,提高了加热炉的热效率,降低了能耗,节省了钢耗量和初投资,具有较好的节能降耗效果。     

火筒式加热炉烟管的优化设计

对火筒式加热炉烟管结构形式及热力计算进行了分析,提出了加热炉烟管结构形式中,螺纹烟管在强化传热的同时增加了烟风阻力,在烟风阻力要求不高的情况下可采用螺纹烟管,烟管的管径和流速对传热效果影响较大,应控制在合理的范围内。     

100万千卡/时水套加热炉的改造——螺旋翅片管在加热炉中的应用

本文介绍了100万千卡/时水套炉的改进措施,其最重要的改进是在对流烟管中安装了翅片管,并详细论述了翅片管的性能及设计安装等问题。该加热炉比以往火筒式加热炉提高热效率10%以上。     

油田筒式炉防烧损技术

为验证燃烧器与筒式加热炉火管设计结构配套合理性,进行生产在线加热炉火筒壁温度测试,测试结果证实,长、细火焰燃烧器更适用于火筒结构.对长短火焰燃烧器各项性能及辐射管防护效果进行了现场对比试验,试验表明,长火焰火嘴节能效果相对较好,空燃配比更合理;安装辐射管加热炉火筒外壁温度曲线呈平缓特征,有效抑制了局部高温的产生.     

CRHJ—250型常压超导热管水套加热炉

鉴于油田目前使用的水套加热炉大都存在热效率低、排烟温度高以及有安全隐患等缺陷,研制了CRHJ-250型常压超导热管水套加热炉。这种加热炉的技术关键在于筒体按常压结构设计,采用了超导热管和波纹管强化传热材料,大幅度提高了热效率。现场试验表明,2台新型250kW常压水套加热炉运行状况良好,热效率最高达88.11％,提高热效率13.11％;运行中排烟温度稳定在139～167℃,节气率达15.73％。常压结构设计,消除了因超压而爆炸的安全隐患。     

油田加热炉的节能途径

目前,我国各油田用于油气集输的加热炉主要有:水套炉、火筒炉(包括热水炉、“合一”设备)和方箱炉等。这些炉子,绝大多数是以油田自产的原油和天然     

提高火筒式加热炉热效率的措施

火筒式加热炉是油气田生产中应用非常广泛的设备,提高火筒式加热炉的热效率对于节能降耗意义重大.影响火筒式加热炉热效率的主要因素是过剩空气系数、不完全燃烧、排烟温度等.降低排烟温度对于热效率的提高影响最大,然而排烟温度的降低又引发了露点腐蚀问题.本文对提高火筒式加热炉的热效率和控制露点腐蚀的措施进行了论述.     

可抽式微正压加热炉结构改进

可抽式微正压加热炉在高浓度聚驱、三元复合驱等区块应用时,因加热介质物性差和结构残余应力等影响,出现细烟管与火管管箱连接处焊口开裂现象。为了解决焊缝易开裂和清垢困难的问题,对原有烟火管结构进行改进。将多排细烟管束改为单排的粗烟管,增大烟管间距和烟管束花板支撑跨距,将烟管与火管通过火管管箱相连。改进后的加热炉运行效果良好,烟火管维修周期由最短的1个月延长至3年以上,大大降低了维修改造成本。     

延迟焦化加热炉炉管温度的红外监测

高负荷运行下的焦化加热炉,由于局部炉管过热引起管内结焦是一个普遍性的问题。利用红外测试仪器对炉管温度进行红外监测, 能及时掌握炉管和炉膛内温度分布情况, 因而可通过调节火嘴的燃烧,稳定炉内温度场, 以避免炉管局部过热, 延长加热炉运行周期。     

基于ASME规范的火筒式加热炉建造规则应用分析

在介绍火筒式加热炉的结构与工作原理、建造中存在的问题、优化设计和应用的基础上,研究和分析了美国机械工程师协会锅炉压力容器规范在水套炉建造中的适用范围。以水套炉和相变加热炉为例,指出了按照美国机械工程师协会锅炉及压力容器规范进行加热炉建造存在的问题,可为应用美国机械工程师协会规范建造火筒式加热炉提供参考。