关于管道加热炉效率提高方式及途径的探究

夏光铭 袁小军

摘要：加热炉在油气集输系统中是一项非常重要的设备，同时也是一种高能耗设备。加热炉的热效应水平会直接影响到油田技术设备的节能效果，通过分析管道加热炉的热效应影响因素，提出相应的改进措施，从而有效提高管道加热炉的节能效果，从而有效实现了油田企業的可持续化发展。

关键词：管道;加热炉;途径

目前我国油田在进行输送过程中主要采用加热炉技术进行加热输送，因此加热炉是一种非常关键的设备，在油田集输油气或者输送原油过渡中加热主要是通过加热炉来完成的，但是在实际加热过程中，加热炉的运行效率只有60%，与实际要求存在较大差距，尤其是针对高效的油气运输处理系统。通过对加热炉进行研究可以看出，对加热炉的关键部位进行技术优化，能够有效提高加热炉的运行效率，从而实现高效运输。

1管道加热炉效率的影响因素

1.1换热损失

通过分析以往的故障加热炉，发现在加热炉内部火管上会覆盖大量的泥沙，在泥沙下面有着不同厚度和硬度的污垢，这些物质会降低火管与炉内液体之间的热交换效率，为了能够达到所设定的温度，必然会增加燃烧强度，导致火管局部过热发生变形和穿孔现象。

1.2排烟损失

加热炉内的燃料在经过燃烧之后所产生的烟气也会含有一定的热量，如果没有得到有效利用也会造成热损失。当加热炉中燃料供应保持稳定的状态下，加热炉烟气排放量的变化较小。因此排烟温度高低也会影响到加热炉的热效率，排烟温度越高热效率越低，因此在实际生产过程中应当降低排烟温度，从而有效提高热效率。在现有的条件下，利用烟气余热回收技术可以有效提高加热炉热效率的提升。另外当排放烟气的温度太低时，很有可能导致加热炉内的烟囱产生水滴，进而导致加热炉的末端出现腐蚀现象，为了避免这种现象的发生，集输系统加热炉排烟温度要求控制在5～10℃以上。

1.3不完全燃烧

管道加热炉在冬季使用过程中由于气温较低，进入加热炉内的空气温度也较低，导致助燃空气在燃烧过程中会吸收大量的热能，进而增加了燃料的消耗，空气分子不活跃，燃气与空气无法进行充分融合，从而降低了加热炉的燃烧效果。另外，加热炉内的温度过低导致燃料气管容易发生结冰堵塞现象，严重的情况下会出现停炉。

1.4炉体散热损失

加热炉散热损失是整个加热炉热量与环境之间所产生的热交换，导致一部分的热量会损失在环境中。保温层由于炉体的使用年限过长而出现损坏或者脱落，目前所使用的岩棉保温效果较差，使炉体的散热损失增大，从而影响了加热炉的燃烧效果。

2管道加热炉的改善措施

2.1对加热炉进行除垢操作

由于油田水质较差，当环境条件发生变化时，经常会发生结晶作用或者是沉降作用，从而形成了碳酸钙以及各种铁铝化合物。这些物质会沉积在管道内壁层而形成水垢，严重阻止了热量的有效传导。同时会引起燃料所释放的热量无法充分吸收，导致燃料浪费，针对这一问题工作人员需要采取人工去污或者电子除垢仪表技术，对加热炉进行有效除垢，才能够有效提高加热炉的使用效率。另外，超声波高频震荡技术的利用可以沿着加热炉的炉壁直达管道，超声波在进行传递过程中使加热炉壁上的污垢不断脱落，另一方面能够对污垢的形成起到预防效果，清理加热炉内部的污垢可以有效提高加热炉的传递效率。

2.2选取合理过剩空气系数

在实际生产过程中，采用过剩空气系数与反平衡效率来选择合适的过剩空气系数。过剩空气系数如果太大或者太小都会导致热损失的增加。另外排烟热损失，气体未完全燃烧热损失就会越小，热效率就越大。其中排烟热，损失和机械未完全，燃烧热，损失占到加热炉热损失的80%以上，因此，将排烟热损失和机械未完全燃烧热损失的最小时所对应的空气系数为最佳过剩空气系数。

由于较大的过剩空气系数必然会引起加热炉热损失的降低。因此在实际运行过程中，确保加热炉内燃料能够完全燃烧的前提下，尽量减少加热炉的过剩空气系数。

2.3更换自动燃烧器

加热炉的核心部件就是燃烧器，加热炉燃烧效率和环保排放的关键环节就是燃烧器。针对加热炉在运行过程中燃烧器调节性能差，导致加热炉的运行参数调节不到位的问题，工作人员需要及时更换自动燃烧器。自动燃烧器除了能够实现点火熄火保护和低液位连锁保护等安全功能以外，还可以根据加热炉的运行负荷进行有效控制，实现了燃烧自动调节，确保加热炉始终处于高运行的状态。

2.4改进保温材料

为了能够有效减少加热炉本体的散热损失，需要对加热炉的保温材料进行改进，使用硅酸铝纤维进行喷涂，在使用过程中取得了优秀的效果，该工艺技术在使用过程中能够有效保护加热炉能够实现长时间的保温，并且该保温技术与传统的工艺技术相比，施工速度快，保温效果好，喷涂纤维整体无缝衔接，同时使用寿命较长，能够有效提高加热炉的保温质量，减少了炉体热损失。

2.5控制排烟温度

通常情况下，增加加热炉内的吸热量，在确保炉体不产生水滴的前提下尽量降低烟气排放温度，减少供入燃料与排放烟气之间的温度差是控制排烟温度最为有效的方法。在设计加热炉过程中应当增大辐射炉对流室的传热结构，增加对流管的长度和数量，设置自动控制的吹灰器等措施。为了避免排烟过程中水蒸气对炉体的腐蚀性，从加热炉安全运行的角度进行分析，加热炉排烟温度也不可能无限制降低，因此需要设置合理的温度控制来减少腐蚀现象的发生。

3结束语

综上所述，加热炉作为管道运输的主要节能对象，加热炉效率的高低会直接影响到油田的节能评价，因此在实际运行过程中应当针对加热炉所存在的问题找出节能关键点，才能够实现管道运输的节能效果。在实际工作过程中，还需要技术人员根据加热炉的性能特点、系统结构、工艺流程进行充分研究，并且制定相应的优化方案，从而可以有效提高加热炉的运行效率，使加热炉能够高效运行，减少自然能源的消耗，降低运输成本，为企业的发展奠定基础，从而有效提高在社会上的竞争力。

参考文献

[1]许彦博，许铁，许元伟，张轩，穆承广，刘国豪.提高输油管道加热炉热效率的主要途径[J].石油石化节能，2017

[2]李成龙.试论提高管式加热炉热效率的措施[J].山东工业技术，2014：76-76.

[3]邹善义.提高加热炉热效率的方法分析[J].石化技术，2019：165.