真空加热炉效率低的原因及排除

摘要：真空加热炉在运行的过程中，因燃烧器空气滤网的原因，造成停炉事件，这是因为燃烧器采用的是全自动管理燃烧程序程控器，当进入燃烧器内的空气比不合适时，燃烧器就会发出报警并停止工作。当滤网出现破损时，杂质就会通过滤网进入到燃烧器内，造成燃烧器损坏，通过一种新的产品及技术解决了这个难题。

关键词：真空加热炉;空气比;效率

一、问题的提出

在油气田开采过程中，真空加热炉被广泛地应用在油气生产和集输领域，真空加热炉由燃烧器、炉胆、对流室、盘管、烟囱等部件组成，其中燃烧器作用是将天然气与空气混合成一定比例后进行燃烧。但在加热炉运行过程中，经常发生停炉事件，这是因为燃烧器采用的是全自动管理燃烧程序程控器，当进入燃烧器内的空气比不合适时，燃烧器就会发出报警并停止工作，即使不发生停炉事件，也将造成天然气燃烧不充分，热值下降，有时在风机吸引力的作用下，吸附在滤网上杂质进入到燃烧器内，对加热炉造成损坏，使加热炉效率低。

二、故障现象

燃烧器内的火焰方向不定，烧烤燃烧器炉头，造成燃气喷头鼓包变形，炉膛结垢，烟道堵塞。大量的柳絮、杨絮吸附在燃烧器空气过滤装置的表面，严重时会将滤网堵死，经常发生加热炉燃烧异常报警和停炉现象，停炉后，燃烧器点火困难，即使成功点火，炉膛内火焰发红，燃烧值低。

三、故障原因

为了保障燃烧器的正常工作，在空气进口处装有一个过滤装置，对进入到燃烧器内的空气进行过滤，防止杂草等较大的杂物进入燃烧器内。但现有的过滤装置为单层滤网结构，起不到第二次过滤的作用，如若有一处破损，就失去了过滤空气作用。并且现有过滤装置的滤网安装及拆卸均较复杂，不方便清除滤网内的杂质。 在风季，杂草、枯叶及砂粒极易通过滤网，进入到燃烧器喷气室，堵塞燃气通道，使燃气方向改变，造成燃烧器炉头鼓包变形，严重时造成燃烧器炉头报废，即便没有阻碍燃气通道，杂质进入炉膛后，经过高温的作用，产生的水气及杂质在炉膛及烟道内结垢，降低了加热炉的热效率，严重时还会堵塞烟道，使加热炉不能正常运行。春夏交换的季节，空气中的柳絮、杨絮吸附在过滤网表面，减小了通风面积，阻碍了空气进入燃烧器内，致使燃烧器在吹扫阶段不能检测到空气压力，导致点火失败，即便点火成功，因为燃烧器的空气摄入量不足，致使炉膛内的氧气含量降低，天然气在炉膛内不能充分燃烧，造成了加热炉火焰发红，烟囱冒黑烟，造成了天然气燃烧值低，浪费了能源，炉膛及烟管内积垢增加，影响了传热效果，降低加热炉的效率，严重时还会造成加热炉无正常工作。

四、故障处理

经过现场应用实践，得出造成真空加热炉效率低的原因是燃烧器空气进口的过滤装置造成的。针对现有过滤装置的问题，研发了一种用于真空加热炉的空气过滤器，本成果将原来的固定式滤网，改为活动式滤网;将单层滤网结构改为多层滤网结构;将只有一种规格和样式的滤网孔，设计为不同规格和不同样式网孔;增加了改变空气流动方向和收集杂物的功能。

空气过滤器的结构原理，如图1所示：1三面开口的长方体形的壳体、2顶端滤网、3底端濾网、4活动式滤网、5导向板。其中，顶端滤网2固定扣合在壳体1顶部开口面上，底端滤网3的后端通过合页与壳体1的后侧壁可转动连接，底端滤网3的前端设置有高度大于等于壳体1前开口面高度的挡板301，用于当底端滤网3扣合在壳体1的底部开口面上时，封堵壳体1前开口面。壳体1的左侧壁和右侧壁上对应设置导向板5，活动式滤网4通过导向板5可前后移动地放置在壳体1内部;顶端滤网2、活动式滤网4、底端滤网3的网面平行，且网眼形状、网眼大小彼此不同，网眼位置彼此交错。

通过将顶端滤网2安装在真空加热炉中燃烧器的进气口处，并使底端滤网3扣合在壳体1的底部开口面上，同时使其上的挡板301封堵壳体1前开口面，以保证掺有杂质的空气只能依次经底端滤网3、活动式滤网4及顶端滤网2进入真空加热炉的燃烧器中。由于顶端滤网2、活动式滤网4、底端滤网3的网眼形状、网眼大小彼此不同，网眼位置彼此交错，能够对空气进行多层次过滤，空气在进入加热炉膛前，方向多次改变，能有效地除去空气中所掺有的各种不同大小的杂质，提高了过滤效果。同时，如若滤网中有一处发生破损，其他滤网还能继续使用。当滤网中的杂质较多，需要进行清除时，通过打开底端滤网3，将活动式滤网4从壳体1内取出即可，清理完毕后，再将活动式滤网4放入壳体1内，关闭底端滤网3即可进行新一轮的过滤过程。根据加热炉不同工作地点、不同季节，根据空气中的不同杂物种类及数量，滤网可选定不同形状和规格的滤眼，及活动式滤网的数量。如图2所示，本成果的材质均为不锈钢材质，使用时安装在真空加热炉中燃烧器的进气口处，对进入到燃烧器内的空气进行过滤。

五、应用效果

三年来，本成果在华北油田多个真空加热炉上进行使用，通过对加热炉空气滤网的改造，不仅降低了员工的工作强度，节约了燃气，降低了生产成本，延长了加热炉的使用寿命。而且改善了燃烧器的工作环境，延长了点火电极、火焰探测电极、风压检测开关及炉头的使用寿命，也缓减了炉膛及烟囱的结垢严重问题。通过对采油四厂永清采油作业区的中岔口站外输岗成果使用后效果调查，真空加热炉的燃气表流量由90方/小时下降到70方/小时，基本消除了因空气比不合理而造成的点炉不成功现象的发生，燃烧器检修周期由2个月延长到6个月。本成果空气过滤效果好，易清除滤网内的杂质，提高真空加热炉的工作效率

六、技术创新点

通过对真空加热炉空气过滤器的研制和应用，改变了原有的空气过滤方式，保障了燃烧器的充分燃烧，提高了真空加热炉的效率，‘一种用于真空加热炉的空气过滤器’消除了原有的技术缺陷，形成一种新的产品，取得专利授权。（专利号：ZL201521005665.8）

作者简介：

杨培伦，华北油田第四采油厂，采油工，高级技师;河北省廊坊市广阳区华北油田第四采油厂