加热炉空气过剩系数优化方法

大庆油田有多套原油稳定装置，均采用立式圆筒加热炉为原油加热，该种加热炉在运行过程中普遍存在过剩空气系数偏大，能耗较高、热效率偏低又不易解决的难题。但通过控制炉膛烟道档板开度将炉膛负压调节在一定范围，就可提高加热炉运行效率，经济效益非常显著。对于新型加热炉可选用测量烟气中的含氧量装置，直接计算出过剩空气系数来自动控制烟道档板，从而控制空气的进入量，使过剩空气系数始终在标准规定的规范内，排烟温度得以有效地降低，提高加热炉的热效率。     

天然气加热炉的发展现状与改进探索

作为一种特殊的炉型形式,天然气加热炉采用中间载热介质间接加热的方式,是天然气生产、输送和应用中的主要耗能设备。为了节能降耗、提高加热效率,必须结合工程实际的需要,优化加热炉的结构,设计制造出高效节能的天然气加热炉。为此,分析了天然气加热炉传热的薄弱环节及其强化措施,针对天然气加热炉大筒体内换热面的常规布置形式存在的缺陷,提出了旋转加热和冷却受热面以及在受热面之间加装导流板两种简单而有效的天然气加热炉改良结构,使中间载热介质形成整体有组织的顺畅流动并强化传热,从而达到节能降耗和提高天然气加热炉效率的目的。以上两项技术已获得国家专利授权。     

香港终端天然气加热炉节能分析

天然气加热炉采用中间载热介质间接加热的方式,是石油天然气生产的主要耗能设备之一。为了节能降耗、提高加热效率,结合香港终端加热炉实际工况,分析天然气加热炉目前存在的缺点。提出对加热炉燃烧系统进行优化控制,通过采用烟气含氧量检测技术并计算空气过剩系数、采用交叉限幅燃烧控制、空燃比设定值稳定控制、空燃比优化、降低排烟温度、对加热炉火管表面喷涂高辐射高效节能涂料以改善加热炉火管的辐射传热效率等措施,可望实现节能降耗和提高天然气加热炉效率的目的。     

CO优化控制系统在加热炉中的应用

为了提高炼油厂常压装置加热炉的加热效率、降低能耗,宁夏石化公司炼油厂针对现有的加热炉燃烧控制技术分析比较后,决定引进理论配比燃烧优化技术。该技术在线测量加热炉烟气中CO的含量,作为炉内氧含量自动控制的依据来调节加热炉的燃烧配比,从而节约燃料,降低装置能耗,提高热效率,同时降低CO2和NOx等污染物的排放,取得了较好的经济效益和社会效益。     

加热炉节能潜力分析

目前,加热炉年消耗天然气占油田总能耗的25%左右,是油田的用能大户,加热炉能耗的高低直接影响到油田节能减排目标的实现.因此,提高加热炉热效率、降低热损失对提高经济及社会效益有着重要的意义.通过对影响加热炉热效率的因素进行分析,找到了问题的关键,并采取了针对性措施,取得了较好的节能效果.对5台加热炉进行了试验,平均炉效由71.3%提高到81%,实现年节气30.7×104 m3     

真空加热炉运行情况浅析

在多井集气站的生产工艺中,为了避免天然气在节流后产生水合物形成冻堵和节流,一般在第三次节流前都通过加热炉来提高天然气温度。而热效率是衡量加热炉运行状态的重要参数之一,它不仅能够反映出加热炉是否工作在最佳状态,同时还可以在节能降耗方面提供参考。通过对加热炉热效率的定量计算及其影响因素定性分析两方面进行分析讨论,得出一种通过热效率来评价加热炉运行效果的分析方法,同时根据计算结果分析加热炉热效率的影响因素,并提出了一些提高加热炉热效率的措施。     

立式圆筒加热炉运行数值模拟

加热炉在正常运行的情况下,影响其热效率的主要因素是排烟热损失和散热损失,其中排烟热损失占到加热炉总能量损失的80%以上,是影响加热炉热效率的最敏感因素。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度和过剩空气系数。经测算,空气系数每增加10%或排烟温度每增加20℃,加热炉热效率可降低1%。以胜利油田某立式圆筒加热炉为研究对象,采用数值模拟的方法对其热力性能进行研究,分析过剩空气系数变化和排烟温度对注气锅炉内温度场、热效率和NOx生成量等指标的影响。结果表明:当过剩空气系数为1.05,排烟温度为130℃,内壁反射率为0.4时,加热炉达到最优工况。     

LYCS板壳式空气预热器

加热炉是炼油生产装置的主要设备之一,又是炼油生产装置的能耗大户,正常情况下,加热炉燃料的单项能耗占炼油综合能耗的30%～40%。同时,加热炉还是炼油生产装置对环境产生污染的主要污染源。提高加热炉热效率是响应党中央和国家节能减排的能源革命战略,是减少炼油生产装置加热炉燃料消耗量和环境污染的技术创新。加热炉热效率是衡量加热炉设计和运行管理先进性的一个重要标志,提高加热炉热效率还是降低炼油成本、提高经济效益的重要举措。提高加热炉热效率的关键是大幅度降低加热炉排烟温度,排烟温度降低17-20℃,加热炉热效率提高一个百分点,同时节约大量燃料费用。     

油田加热炉的应用现状与提效技术方向

加热炉是油田生产的耗气大户,其节能与否直接影响到油田生产的节能量。通过分析集团公司所属油田在用加热炉应用现状和15家油气田加热炉测试数据,提出了集团公司加热炉提效技术攻关方向,即研发井口高效小负荷加热炉,以提高井口加热炉热效率;提高加热炉燃烧技术,以降低空气系数;研发高效、长效换热技术,以保证加热炉运行热效率;适当降低排烟温度,以提高加热炉设计热效率;建立加热炉设计选型参考指南;统一完善加热设备操作、维护规程。     

渣油加氢装置反应进料加热炉创新设计总结

介绍了将“底烧式梯形加热炉”成套专利技术首次应用于渣油加氢装置反应进料加热炉的设计案例,并对该成套技术的设计实践情况进行了总结。梯形加热炉炉体结构与附墙燃烧技术结合,提高了辐射室炉膛上、下部烟气温度场和热强度场的均匀性,从而减小了辐射室上、下部的炉管表面热强度周向不均匀系数,降低了炉管表面热强度峰值,提高了炉管平均表面热强度,减少了高合金炉管用量,炉管内被加热的介质获得了稳定的温升梯度,减缓了被加热介质在炉管内裂解结焦的趋势。通过盘管布置方案、加热炉自动控制、炉体钢结构计算和烟囱结构等4个方面的优化创新设计,尤其是CO燃烧控制技术和密闭看火门的应用,可以将炉膛氧体积分数从3.0%降低到1.5%左右,提高了热效率,增强了加热炉的安全运行能力,达到了节能减排、长周期运行的目的。     

天然气能量计量探讨

按质论价是市场经济的公平方式。然而，长期以来天然气贸易计量是按标准状态下体积流量进行结算的，不管天然气组份如何，发热量是高或是低均是相等价格，这是不合理的。由于天然气是从各个油气田不同油气藏采出的，其组份千差万别，发热量各不相同，重组份多的天然气发热量就高，轻组份多的天然气发热量就较低，矿井气、人造煤气发热量就更低。为了克服这种不公平现象，天然气（燃气）进行能量计量是可取的。本文就如何进行天然气能量计量作粗浅的探讨。     

天然气能量计量在我国应用的可行性与实践

天然气作为清洁能源的核心价值在于其供出的发热量。由于我国天然气贸易量逐年上升且随着GB/T 22723—2008《天然气能量的测定》正式实施,天然气交接将从体积计量方式逐步转向能量计量和结算。中国石油天然气股份有限公司于2011年开始在中国石油西南油气田公司建设天然气质量控制和能量计量重点实验室,致力于我国能量计量体系的建设和推广应用。为此,从设备配置和管理、检定规程、方法标准、标准参比条件、气体标准物质、体积流量,以及发热量直接测定量值量传溯源链等方面,深入分析了我国应用能量计量的可行性,并阐述了在西气东输一线和川渝管网的应用实践。结果表明:我国目前已基本具备了实施能量计量的技术条件,整体技术水平在不断提高,可初步满足能量计量应用要求;天然气分析用气体标准物质制备、发热量间接测定、流量原级标准装置水平有待进一步提高。最后提出了6个方面的发展设想来支撑天然气能量计量的全面实施。     

河北省供暖季天然气负荷与气温关系分析研究

气温是影响供暖季天然气负荷的关键因素。基于河北省地区供暖季日用气量及气温的历史数据,比较了日用气量与日平均温度、最高温度和最低温度的相关程度,建立一元及二元回归方程,能够实现对没有较大政策变化下的供暖季的用气量预测,分析结果表明,二元预测的误差较小。同时考虑了气温累积效应对供暖季用气量的影响,根据日气温的不同情况选取不同的气温累积效应系数对温度进行修正,提高了预测的准确性。分析供暖季天然气负荷与气温的关系,为更准确地预测天然气负荷提供了参考。     

天然气消费结构多目标优化分配模型

近年来冬季供暖期天然气消费需求持续旺盛,供需形势较为严峻,天然气紧缺又造成燃气机组(电网重要的调峰电源)的调峰能力无法有效发挥,严重制约了风电消纳能力。如何在冬季天然气供应紧张时期,考虑天然气的各类用途,实现天然气的合理分配,成为值得研究的重要课题。为此,引入粒子群多目标优化理论,充分考虑供给侧风电消纳与需求侧天然气负荷,综合设计了天然气供应收入最大化、供给侧风电消纳量最大化与天然气供应不确定性最小化3个目标函数,结合效用理论构建了考虑供应不确定性和调峰能力约束的天然气消费结构多目标优化分配模型,并以北京市城六区(东城区、西城区、朝阳区、海淀区、丰台区和石景山区)为例进行了模拟优化。研究结果表明:①天然气定价宜同时考虑社会效用和用户效用;②燃气机组调峰所带来的风电消纳效益受机组基本负荷利用小时数、燃气发电用气量以及供热期等因素的影响,从而验证了天然气消费结构的优化效果;③上述城六区应在原有天然气消费结构的基础上,小幅度增加发电、供热用气比例,保持商业及其他用气消费量稳定,大幅度缩减工业及天然气汽车用气量,以尽量满足居民用气量增加的需求。结论认为:北京市城六区优化后的天然气消费结构在满足各方天然气消费需求的同时,增加了总收入,提升了燃气机组调峰消纳风电的能力,证明该多目标优化分配模型能够为区域天然气消费结构优化调整提供理论和技术支撑。     

高温水源热泵在天然气处理中的应用

回收利用天然气处理装置中的余热来解决装置的生产伴热和房屋采暖可实现节能降耗。根据中国石油大港油田天然气公司天然气处理装置的特点建立的高温水源热泵技术，是一套服务于生产排污管线伴热和房屋采暖的实用技术。它与分子筛脱水技术相结合，形成了独特的高温水源热泵技术，成功地将天然气处理装置中压缩机出口天然气的热量加以回收，产生60～70 ℃的高温水，达到为装置的排污管线伴热和房屋采暖的目的，为天然气处理系统应用高温水源热泵提供了经验。     

微波技术在天然气输送加热中的应用研究

鉴于微波加热技术在天然气工业领域中的应用是一个有发展潜力的新兴课题,着重探讨了微波加热技术在天然气输送加热中的应用。介绍了微波加热原理及其特性与微波加热天然气的技术关键,阐述了天然气微波加热系统的基本构成与结构,通过计算加热功率及响应时间,对天然气微波加热性能进行了初步分析。研究结果表明,微波加热天然气具有加热时间短、温升快、整体加热且加热均匀,以及有利于环保、易于实现自动化控制等优势。     

加热炉燃烧系统改造效果分析

目前作业三区集气站安装的加热炉为630kW8井式天然气负压加热炉,本加热炉为快装水套式加热炉,可同时加热8井气体盘管,产量可达50万m3/d。它在常压下运行,以天然气为燃料,配备先进的负压型火嘴、进口的温度控制器及控制气阀,可实现温度自动调节和母火熄灭保护功能。系统坚固耐用,可在无电条件下正常运行,热效率达84%。在生产运行过程中由于榆X站1#加热炉出现燃烧功率低、水蒸汽无法排出而造成加热炉炉膛结垢严重,水蒸汽冷凝结冰严重的现象,对此进行加热炉燃烧器的改造,排除了故障,提高了加热炉的使用效率。     

浅析负压天然气加热炉控制系统与节能环保的关系

天然气作为一种优质、高效、清洁的燃料,逐渐成为世界能源消耗结构中的主流。本文以具有长庆气田特色的集气站用负压型多井式天然气加热炉为例,从几个方面阐述了加热炉控制系统与环保节能的关系,从而为今后改善负压天然气加热炉控制系统及其结构提供一定的理论依据和研究方向。     

集气站经加热炉至外输首站热力计算

对加热炉加热温度的优化是集气站经加热炉至外输首站之间的节能降耗的重要方法之一。应用传热学、热力学、计算流体动力学等相关理论,综合考虑管线节流,天然气在管内的对流换热,天然气、管壁、保温层、土壤、大气之间的传热,建立热力分析计算模型。对加热炉至外输首站之间的温降进行计算,分析管内径、输气量、地表温度等因素对加热炉加热温度的影响。根据外输首站预期要达到的天然气温度,优化出最优加热炉的加热温度。     

葡北油田天然气重力混相驱注气井天然气水合物的形成及防治

葡北油田天然气重力混相驱注气井井筒内发现有水合物形成,严重影响了注气井的注气效率.基于Pipesim建模对注气井水合物形成管段及影响因素进行了分析,研究了通过提高天然气初始温度和采用水套炉加热井口天然气以预防水合物形成的技术可行性.研究结果表明,目前注气条件下,在距压缩机出口300～2000 m的输气管线及井筒深度小于...