常壓立式水套加熱爐火嘴改造效果對比分析

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　　摘 要：常壓立式水套加熱爐是油田常用的一種原油加熱設備，加熱爐火嘴的結構和燃燒程度直接影響了原油外輸加熱的效果和原油外輸溫度的提高，本文將池281井區新井投產初期的加熱爐火嘴和改造后的火嘴進行加熱效果對比，針對新老火嘴結構進行分析，為以后的加熱爐火嘴改造提出合理建議和依據。
　　關鍵詞：常壓立式水套加熱爐；加熱爐火嘴；加熱效果
　　1 水套加熱爐原理及結構
　　水套加熱爐是為滿足油田特殊需要而設計的一種專用加熱設備，主要用于油氣集輸過程中，將原油加熱到工藝要求的溫度，以便進行輸送，沉降、分離、脫水和初加工。采油常見水套爐有兩種，一種是微正壓水套爐，一種是常壓水套加熱爐，因常壓水套加熱爐所需空氣為自燃進風，結構簡單、適應性強、密封效果好。采油三廠油房莊第二采油作業區池281井區2014-2015年新投井場全部采用常壓立式水套加熱爐進行原油加熱。
　　1.1 水套加熱爐加熱原理
　　水套爐加熱原理是天然氣在火筒中燃燒后，產生的熱能以輻射對流等傳熱形式將熱量傳給水套中的水，使水的溫度升高，水再將熱量傳遞給油盤管中的原油，使油獲得熱量，溫度升高。
　　1.2 水套加熱爐結構
　　水套加熱爐主要由水套、火筒、煙管、煙囪、走油盤管和燃氣燃燒系統等組成：
　　水套：水套加熱爐的外殼，將水套加熱爐的盤、火筒、煙管包容其中。火筒：水套加熱爐的爐膛，一般是用鍋爐鋼板卷制成的桶形結構，燃料經火嘴噴入火筒內燃燒，使水套內的水加熱。煙管：用單根或多根無縫鋼管和管板組焊而成的管束，它與火筒連接在一起，高溫的煙氣通過煙管從煙囪中排出而使水套爐內的水加溫。盤管：也叫走油盤管，是由蛇形管組焊而成的來復管，介質通過其中時被水套里的熱水和蒸汽加熱。煙囪：水套加熱爐燃燒及排放煙氣的管道，它由火筒和煙管組焊而成。燃氣燃燒系統：由來氣管線及火嘴構成。
　　2 水套爐火嘴改造方法
　　采油三廠油房莊第二采油作業區池281井區成立于2014年7月，所有井場均為2014年新投產井場，井場內安裝的加熱爐均為功率180kW的常壓立式水套加熱爐。加熱爐投用后，初期使用的是簡易火嘴，主體結構為一根長約0.8m，直徑為一寸的鋼管，在鋼管上依次排列打孔后，與來氣管線進行連接后，即可使用，此種火嘴結構簡單，安裝快，但存在很大的弊端。
　　首先，火嘴為桿式結構，氣體進入火嘴后，爐膛口處火量較大，爐膛深處火量較小，導致爐膛內部加熱不夠均勻，加熱效率不高，外輸溫度較低；其次因管徑過細，導致進氣量有限，加之天然氣在爐膛內燃燒不充分，導致大量黑煙從煙囪內排出，對井場內環境造成煙塵污染。
　　發現此問題后，井區組織人員對水套爐火嘴進行改造，將桿式火嘴改造為盤式火嘴，因作業區無現成盤式火嘴，井區自己動手進行改造。改造方法為：利用4個兩寸彎頭，組合焊接成為一個圓管，在圓管上進行打孔，打孔完成后，在圓管側面用氧焊燒開一個小洞，焊接一寸直管，以便與來氣管線進行連接。此種改造方法原材料易于獲得，加工過程也較簡單，容易制作，適合大量制作。改造為盤式火嘴后，可以很好的解決爐膛內加熱不均、燃燒時煙塵量的問題。
　　3 改造前后效果對比
　　3.1 改造實例1：油四增外輸加熱爐火嘴改造
　　油四增壓站日產進液量420方，架設外輸加熱爐兩座，用于原油外輸加溫。加熱爐架設初期，使用老式火嘴，外輸溫度維持在28-30度左右，溫度不能滿足外輸要求，對其中一臺加熱爐火嘴進行了改造更換。更換后兩臺加熱爐進行對比，火嘴改造后的加熱爐外輸溫度提高至32-34度左右，外輸溫度提高了4度。觀察煙囪排出的煙塵，未改造的加熱爐黑煙量較大，改造后的加熱爐顏色較淡，煙塵明顯減少。通過對比發現對火嘴改造后效果明顯。
　　3.2 改造實例2：定630井場加熱爐火嘴改造
　　定630井場日產液量28方，架設有立式水套加熱爐一座。改造前，加熱爐溫度最高可加熱至52-60度，經改造后，加熱爐溫度被提高至76-80度，加熱爐溫度提高了20度左右，觀察排出的煙塵，顏色明顯變淡，煙塵量明顯減少，說明火嘴改造后天然氣燃燒比以前充分，加熱效果明顯提升。
　　4 結論
　　現場使用情況分析：對火嘴進行改造后，天然氣通過圓形環狀火嘴燃燒，天然氣在爐膛內的燃燒更加充分，火焰均勻分布于爐膛內，水套加熱爐的熱效率得到顯著提高，即可以有效地提高原油加熱溫度，也減少了煙塵的排放，有效地降低了天然氣的燃燒對環境的污染。此外，火嘴的改造簡單易行，成本低廉，適合大面積的改造和推廣。
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