油田加热炉的综合管理与优化
提高加热炉效率措施及改造思路
提高加热炉效率措施及改造思路摘要：油田加热系统是油田的耗能大户，提高加热炉的效率是实施油田节能战略的关键。
油田开发20余年，由于产能递减，早期安装的加热炉部分出现负荷偏低、加热效率下降、腐蚀结垢严重等问题，因此，探讨加热系统的特点及寻求对应的效率措施成为当下油田必须实行的重要任务。
结合加热系统现状，对影响加热炉效率的因素进行分析，通过对近年在油田加热炉所采用的提高炉效措施的探讨和总结，对加热炉提高炉效潜力及技术的应用提出初步思路。
关键词: 加热炉；提高效率；措施；技术改造1 加热炉运行现状目前，大庆油田建有各类燃气加热装置包括有管式加热炉（高效炉）、火筒式直接加热炉（二合一、四合一、五合一、脱水加热炉、水套炉）、真空加热炉及锅炉等。
2 影响加热炉效率因素分析加热炉是油田的主要耗能设备。
因此，尽可能地提高加热炉的效率是油田节能的重要目标之一。
造成部分加热炉炉效偏低的因素主要有以下几个方面。
2.1 部分加热炉使用时间较长，加热炉损耗较大，热效率较低据统计，加热炉中运行时间在 11 年以上的有59台，占集输系统加热炉总数的47.2%，其中火筒炉42台，占该部分加热炉的71.1%。
该部分加热炉经过长时间的运行，普遍存在火筒及烟管腐蚀老化严重，各类故障发生频率高，导致加热炉损耗较大，炉效偏低。
2.2 无法保证加热炉的运行状态达到最佳1）部分加热炉的参数设置不合理，空气过剩系数大，带走的热量也大，加热炉效率低；空气过剩系数小，燃料不能充分燃烧，加热炉效率低。
大部分加热炉燃烧器属于自动控制，只能依靠厂家调设，导致不能及时调整合理的燃气配比，影响了加热炉的效率。
2）个别加热炉排烟温度过高时，由于缺乏加热炉检测仪器及相关的技术人员，不能及时调节烟道挡板，影响了加热炉的效率。
3）由于加热炉工况的特殊性决定其需要定期维护保养，其中对燃烧器火嘴的维护工作是保证加热炉燃烧效果的重要环节，尤其是使用湿气的加热炉燃烧器火嘴，长时间运行火嘴容易结焦或腐蚀，如不及时清理或维修，必然会导致燃烧效果差，甚至偏烧，影响加热炉的系统效率，同时造成能源浪费。
加热炉管控和操作优化方案
加热炉管控和操作优化方案一、方案说明为加强加热炉的管理，确保加热炉的安全、稳定、长周期运行，切实做好加热炉节能降耗工作，特制订本预案。
二、加强日常巡检、维护保养管理1、检查燃烧器及燃料系统。
检查长明灯火嘴燃烧是否正常；燃料气枪定期保养，发现损坏及时更换；备用的燃烧器关闭风门、汽门。
2、检查加热炉被加热工艺介质，有无偏流现象，异常情况必须查明原因，及时处理。
3、检查消防蒸汽系统。
检查看火孔、看火窗、防爆门、人孔门是否严密。
检查炉体钢架和钢板是否完好严密。
4、检查辐射炉管有无局部过烧、开裂、鼓包、弯曲等异常现象。
检查加热炉衬里有无脱落，炉内件有无异常，仪表监测系统是否正常。
5、检查气门、风门、烟道挡板的调节是否灵活好用。
6、检查鼓风机、引风机运行有无异常。
7、检查瓦斯管线、阀门、金属软管有无泄漏。
8、检查一次仪表完好情况，定期对氧含量分析仪标定。
三、加强开停工管理严格执行操作规程操作，加强点火程序管控。
把好验收关，做好点炉前检查工作，专人管理盲板；氮气置换瓦斯系统管线，用肥皂水检查有无漏点；启动鼓风机和引风机，调节好负压，再拆长明灯盲板，严格执行化验分析要求，在加热炉炉膛上、下对称4个点分别采样，确认达到合格标准（炉膛中可燃气体含量小于0.2%）后进行点长明灯；爆炸气采样分析合格15分钟内必须完成点火操作，超过15分钟必须重新进行爆炸性气体采样分析；长明灯燃烧正常后再拆主火嘴盲板进行点主火嘴。
加强熄炉风险管控，熄炉后立即进行氮气吹扫加盲板。
四、严格执行联锁管理制度常减压装置有加热炉引风机、鼓风机停机连锁。
启停联锁必须填写申请单按要求进行审批，做好风险评估、应急预案及操作方案。
五、加强应急演练常减压装置设有转油线泄漏着火事故现场处置方案、炉膛爆炸事故现场处置方案、加热炉炉管破裂泄漏着火事故现场处置方案，定期组织应急演练。
六、加强加热炉热效率精细化管理1、精细操作，优化换热流程，提高原油总体换热终温，把两路炉进料调节均衡。
油田加热炉的管控方法与流程
油田加热炉的管控方法与流程Controlling the heating furnace in an oil field is crucial to ensuring operations run smoothly and safely. The control method and process involve a combination of technical expertise, equipment maintenance, and operational protocols. One key aspect of controlling the heating furnace is monitoring and adjusting fuel and air supply to maintain optimal combustion efficiency.在油田中控制加热炉对确保运营顺利和安全至关重要。
控制方法和流程涉及技术专业知识、设备维护和操作规程的结合。
控制加热炉的一个关键方面是监测和调整燃料和空气供应，以保持最佳燃烧效率。
Proper training for personnel tasked with operating and controlling the heating furnace is essential. They need to understand the intricacies of the equipment, as well as safety protocols in case of emergencies. Additionally, regular maintenance and inspections are necessary to prevent potential breakdowns and ensure the furnace operates at peak performance.为负责操作和控制加热炉的人员提供适当的培训至关重要。
加热炉运行存在的问题及应对措施
我国油田的原油凝固点普遍较高，黏度大，常温下流动性差，因此在原油的开采、集输和处理过程中需要进行加热与保温，消耗了大量的热能，提供这些热能所需的燃料和电能消耗，形成了巨大的生产成本，且占油田总能耗的比例不断上升。
目前原油加热设备主要是各类型加热炉，存在耗能高、排放高、效率低等问题。
针对加热炉各监测指标超标问题，结合管理和节能增效技术应用优化加热系统效率，对降低油田生产成本具有十分重要的意义。
1加热炉炉效低的原因分析加热炉监测项目主要有：排烟温度、空气系数、炉体外表面温度和热效率[1]，加热炉监测项目与指标要求见表1。
通过对油田大量加热炉进行现场节能监测，对照标准要求发现造成加热炉炉效低有以下原因。
1.1排烟温度超标原因1）燃烧参数调整不合理，配风量过大，热量未充分交换即被带出炉膛，换热效率低，排烟温度加热炉运行存在的问题及应对措施胡建国（中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心）摘要：随着全球碳减排进程加快，能源体系和发展模式正在逐渐进入非化石能源主导的崭新阶段。
油田作为能源消耗大户，大力推动节能减排，大幅提高能源利用效率，加快推进绿色转型，是实现高质量可持续发展的客观要求。
针对国家标准GB/T 31453—2015《油田生产系统节能监测规范》对油田主要耗能设备之一的加热炉监测项目与指标要求，深入分析了加热炉在应用过程中出现的问题，提出了相应的解决措施和节能技术应用，以提高加热系统的能源利用率和监测指标综合合格率。
关键词：加热炉；碳减排；排烟温度；燃烧效率；传热效率DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.10.010Problems existing in the operation of heating furnace and countermeasures HU JianguoEnergy Conservation Monitoring and Evaluation Center of CNPCAbstract：With the acceleration of global carbon emission reduction，the energy system and develop-ment mode have been gradually entering a new stage dominated by non-fossil energy.As a large ener-gy consumer，the oilfields should vigorously promote energy conservation and emission reduction，greatly improve energy utilization efficiency and accelerate green transformation，which are objective requirements for achieving high-quality sustainable development．According to the national standard GB/T 31453-2015“energy conservation monitoring rules in oilfield production system”for one of the main energy-consuming equipment in oilfield heating furnace monitoring project and index re-quirements，the problems arising in the application process of heating furnace are deeply analyzed，and the corresponding solution measures and energy conservation technology application are put forward to improve energy utilization rate of heating system and comprehensive qualified rate of monitoring index.Keywords：heating furnace；carbon reduction；smoke exhaust temperature；combustion efficiency；heat transfer efficiency作者简介：胡建国，工程师，2008年毕业于长江大学（化学工程与工艺专业），从事节能技术监测评价工作，151****5018，***************，黑龙江省大庆市让胡路区大庆油田技术监督中心，163453。
加热炉优化运行研究
加热炉优化运行研究加热炉是现代工业中非常重要的设备，用于将物体加热到所需的温度，常用于炼钢、金属加工、烧结等工艺过程。
加热炉的优化运行是提高工业生产效率和降低能源消耗的重要手段。
本文将介绍加热炉优化运行的研究内容。
首先，加热炉的能源消耗是优化运行的核心问题。
在炉膛内提供充足的燃料、氧气和热能是保证加热炉正常运行的必要条件，但是合理地控制燃料供给量和燃烧空气量可以有效降低燃料消耗。
通过对炉内气体流动的模拟计算和实验测试，确定与炉内气体流动阻力相关的动力学分析模型，以实现自动调节煤气和空气流量的稳态控制。
其次，加热炉的温度分布是决定物体加热均匀性的关键。
通过控制燃料的燃烧速率和炉内空气流动路径，可以改变炉温分布，实现物体的均匀加热。
炉温分布的控制可以通过计算流体力学方法来模拟，进一步利用优化算法，寻找最佳的炉温分布控制策略。
此外，加热炉内部结构的优化设计也是提高炉温分布均匀性的重要手段。
然后，加热炉的热传导过程也是研究的重点。
减少炉内热能损失，提高热传导效率是降低能源消耗的有效途径。
可以通过使用高效的保温材料和优化炉壁结构来减少热量的辐射和传导损失。
此外，加热炉的节能措施还包括烟气余热回收和余热利用等技术。
最后，加热炉的控制系统是优化运行的保障。
通过运用现代控制理论和自动化技术，建立加热炉控制模型，实现加热炉的自动控制和智能化运行。
在控制系统中，可以采用模型预测控制方法，通过对加热炉的预测建模和优化算法求解，实现加热炉的准确控制和优化运行。
总结起来，加热炉的优化运行研究是一个综合性的课题，包括能源消耗的降低、温度分布的均匀性控制、热传导效率的提高和控制系统的智能化等方面。
只有通过对加热炉进行全面的优化设计和运行控制，才能实现工业生产的高效率和低能耗。
影响加热炉热效率的因素分析及优化策略
117近年来随着石油开采业的快速发展，我国各大油田也迎来了新的发展机遇。
但部分油田受气候因素影响，原油运输需要进行中间加热，必须要通过加热炉来辅助完成原油运输，所以加热炉便成为了石油生产期间的关键设备。
但加热炉在加热原油期间也会面临热能散发过多的问题，导致热效率较差，能源的损耗不仅不利于加热原油效率，而且也会产生大量的燃料消耗，不利于企业的可持续发展。
对此需要找到改善加热炉热效率的方法与策略，提高加热炉运作效益和能源利用率，这便需要对影响加热炉热效率的因素进行重点分析。
一、影响加热炉热效率的有关因素1.炉膛负压。
一般情况下，工作人员会利用监测和控制加热炉炉膛负压的方式保证炉中燃料的充分燃烧，保证加热炉的运作效率，也规避一些质量或安全隐患等。
若炉膛负压高于预设指标范围，那么会为燃料的燃烧效率带来影响，而且还可能会引发加热炉熄火停运等情况，一定情况下也会带来排烟热损失提高等问题。
炉膛负压过低也可能导致回火现象的产生，甚至危及工作人员的安全。
所以在加热炉运作期间，需要严格根据加热炉的特征以及运作流程，结合排烟温度等条件来调整烟道挡板的开度，对炉膛负压进行有效掌控，保证加热炉的运作稳定性。
2.烟气氧含量。
对于加热炉来说，烟气氧含量水平也会对其热效率带来明显影响。
若烟气氧含量较低，那么会引发燃料未完全燃烧的现象，导致燃料浪费问题。
而若是烟气氧含量过高，则会影响热转化效率，含量过高的气体会提高入炉的空气量，导致炉膛中的温度难以达到要求，同时炉膛温度的传热效能受到影响，烟道也会带走很多热量。
加热炉的进料速度也会对热效率带来影响，与烟气氧含量类似，进料速度过高或过低都可能会带来不利影响。
3.负荷率较低，保温性不足。
由于加热炉负荷率和保温性不足，导致加热炉散热损失过高。
散热损失和散热表面积大小具有密切联系而且还回收加热炉额定容量、运行负荷的影响，在非额定状态下，符合率越低则散热损失越高，二者为反比例关系。
技术系统热负荷情况会受季节环境变化的影响，加热炉若长时间处于低负荷率的运作状态，即便排烟温度不高也会提高散热损失，进而引发加热炉热效率不足的现象，若负荷率处于50%以下，那么加热炉在运行期间散热损失便达到预设值的2倍甚至更高，而且加热炉的保温层老化也会导致整体保温性受到影响，进一步提高散热损失。
油田用相变加热炉设计优化分析
油田用相变加热炉设计优化分析加热炉是油田油气集输生产过程中的主要热工设备，截止2005年，中石油再用加热炉数量达到18460台，每年能耗总量折合原油约170万吨[1]。
目前，油田生产中所应用的加热炉主要分为火筒炉、水套炉和相变加热炉，火筒炉和水套炉属于早期加热炉产品，属于落后淘汰产品。
相变加热炉技术源于热管技术，经过十多年的推广应用，取得良好的效果。
但现有相变加热炉普遍存在控制系统过于简单，热负荷适应性差，安全保护方式过于单一，没有精确温度控制等不足。
加强相变加热炉的优化设计，对于节能减排、安全生产和提高能源利用效率具有重要意义。
1结构优化1.1总体结构。
总体结构布置是设计开发的基础，需要综合考虑现场使用条件、保证技术性能和易于安装运输及调试等。
燃料燃烧及换热系统的开发类似工业锅炉，但部分细节存在较大差异，单纯借鉴工业锅炉的研制开发，在应用环节会出现问题。
工业锅炉一般采用卧式三回程结构，燃烧系统与排烟分别布置在锅炉两端。
相变加热炉后部布置原油进出口管线，排烟与原油进出口阀门等布置距离过于紧密，不符合防爆要求。
将排烟移至与燃烧器同侧，卧式内燃结构即必须采用两回程或四回程结构，四回程结构适宜缩短炉体长度，增大炉体直径，考虑上部换热器传热需要，需尽量将炉体蒸汽出口与凝水回落接口布置越远越好，采用长度较长、直径较小较为理想，所以四回程结构并不符合相变加热炉设计要求，应选择两回程结构，采用大直径炉胆和螺纹烟管做为辐射对流受热面，并将炉胆与烟管设计成非对称形式，减小了炉体体积，使结构布置更为合理，减少钢材损耗。
1.2燃烧器、辐射与对流换热面。
由于油田的特殊性，使得加热炉的运行工况比较复杂，须在额定负荷35%-120%功率范围内稳定运行，因此燃烧器最大输出功率需要大于相变加热炉最大功率，在额定功率140%左右较为理想。
在设计时不能依据实际输出功率或额定功率进行设计，火焰直径和长度需要根据最大输出点进行选择，查阅燃烧器输出功率与火焰物理尺寸关系图表，在确保正常运行不发生火焰吹扫炉胆的基础上进行热力计算，保证实际应用能够取得良好效果。
炼油厂加热炉优化运行措施
炼油厂加热炉优化运行措施摘要：文章通过对炼油厂加热炉系统存在的炉管结垢严重、热管腐蚀和热效率低等问题进行分析，采取了改善燃料性质、使用清灰剂、停工检修改造和提高日常管理水平等改进措施，使装置加热炉的燃烧状况、工艺控制平稳性和加热炉的热效率等运行工况得到了较大改善，为提高装置的各项经济技术指标奠定了基础。
关键词：加热炉优化措施1.概述加热炉作为炼油厂重要的供热设备，其运行状况的优化与否直接影响到整个装置的安全平稳运行，特别是近年来随着装置运行周期的不断延长以及企业节能降耗工作的深入开展，如何延长加热炉运行周期、降低燃料消耗及运行成本正在成为炼厂新的研究课题。
针对近年来炼油厂加热炉在运行中存在的炉管结垢严重、热管腐蚀和热效率低等主要问题，通过进行相应的检修改造和改进措施，优化常减压加热炉系统的运行状况，从而提高加热炉热效率，确保炼油厂实现长周期安全平稳运行。
2. 现状分析炼油厂加热炉运行时间较长，其筒体已使用三十多年，设备陈旧老化，尤其是近几年，原油性质变差硫含量增加，装置自产低压瓦斯、减顶瓦斯和燃料油（自产渣油）硫含量较高，这些未经脱硫的燃料组分进入加热炉燃烧后，会导致加热炉热效率较低（小于89%）、炉管结垢严重、炉膛温度超高和炉出口温度达不到工艺指标要求等问题，特别是2009年装置在停工大检修期间检查发现了加热炉存在许多问题隐患，对装置优化生产和加热炉的长周期安稳运行非常不利，也成为影响了装置全年各项经济技术指标的完成和装置实现达标的瓶颈。
1#炼油厂加热炉系统在检修期间发现的主要问题如下：⏹炉1定位管2根、炉3定位管4根脱落，导致炉管晃动幅度较大，严重影响炉管的使用寿命，并存在炉管拉裂的安全隐患。
⏹炉-3辐射炉管表面积灰、积垢严重，炉-3对流管表面积灰、积垢严重，厚度比较均匀，约有2mm厚的灰垢包在钉头管上，导致传热效率下降，并容易造成局部腐蚀，具体积灰结垢情况如图1、图2所示。
图1 炉3钉头管结垢图图2 炉3辐射管结垢图⏹加热炉空气预热器热管表面积灰、积垢严重，尤其是烟气出口1—5排热管翅片管腐蚀严重，热管预热器出口端及管道腐蚀严重，多处腐蚀穿孔，降低了空气预热器的换热效果，限制了排烟温度的降低，从而降低了加热炉的热效率。
油气田加热炉提高热效率对策分析
第 一作 者简 介 ：马建 国 ，高 级工 程师 ，２ ０ ０ １ 年 毕业 于西 南石 油学 院 （ 油 气储运专业） ，硕 士 学 位 ，从 事 油 气集 输 储 运 规 划 、设 计 ，能 源 管理 工 作 ，Ｅ ～ ｍａ ｉ ｌ ：地 址 ：北 京 市 东 城 区 东 直 门 北 大 街 ９ 号 ，１ ０ ０ ０ ０ ７ 。
１ 个 百 分 点 ，将 实 现 节 能 量 约 １ １ ． ９×１ ０ ｔ 标 准煤 ，
◇ 简 化 优 化 集 输 流 程 ，优 先 选 用 多 井 串接 工
艺 、减 少 分 散 加 热 点 。
◇ 对 高 含 水 稀 油 区 块 尽 量 采 用 不 加 热 输 送 工 生 的节 能效 果 分别 测算 ：若 加热 炉热 效 率整 体提 高 艺 、结合 关 停并 转 减 ，控制 加 热炉 数量 。
１ 油 气 田 加 边 远 、超期 服 役 明显 、总
油 气 田加 热炉 主要 用 于油 气 田的井 场 、中转 站 体 功 率 偏小 等 特点 ：６ ０ ％分 布在 边 远 的野 外 井 场 、 ０ 年 以上 的 占 ３ ６ ％ 、功 率 低 于 １ ． ２ ５ Ｍ Ｗ 的 占 和联合 站 ，用 火焰 加 热含 水原 油 、天 然气 、水 等混 在 役 １
在 设 计 阶段 应该 从 以下 几 个方 面 提 高加 热 炉 的 理 和及 时 的淘 汰更 新 ，我 们 能够 有效 提 高油 气 田加
热 效率 ：
热炉 的 整体 热效 率水 平 。 按 照设 备提 效 经验 推算 ， 目前油 气 田在 用加 热 炉平 均 热效 率 为 ８ ０ ％ ，按 照不 同热效 率下 提 效所 产
加热炉操作、控制与优化技术
加热炉操作、控制与优化技术加热炉是工业生产中常见的设备，用于加热各种材料或产品。
正确的操作、控制和优化技术可以帮助提高加热炉的效率，降低能耗，提高生产质量。
下面将介绍一些常见的加热炉操作、控制与优化技术。
首先，正确的操作是保证加热炉正常运行的关键。
在启动加热炉之前，操作人员应该检查所有的设备，确保各部件的正常运转。
在加载物料之前，要根据物料的性质和工艺要求，确定合适的加热温度和时间。
操作人员应该熟悉加热炉的控制面板，正确设置加热温度和时间，并严格按照工艺要求进行操作。
其次，合理的控制技术是确保加热炉稳定运行的重要手段。
现代加热炉通常使用自动控制系统，可以根据实际情况调节加热功率和加热时间。
控制系统可以根据加热炉内的温度传感器实时监测温度，并通过控制器调节加热功率，保持温度在设定范围内。
此外，还可以根据传感器监测的温度变化来预测物料的加热曲线，从而提前调整加热参数，减少能耗和时间。
最后，优化技术可以进一步提高加热炉的效率和产品质量。
通过合理的工艺设计和装置改造，可以提高加热炉的热效率，减少热能的损失。
例如，在加热炉的进口设计预热装置，可以利用废热对进入加热炉的新鲜空气进行预热，减少燃料消耗。
另外，可以通过改变加热炉的结构和材料选择，减少辐射热损失，提高加热效果。
此外，通过优化加热工艺和控制参数，可以降低材料的加热温度和时间，减少能耗，提高产品质量。
总之，加热炉操作、控制和优化技术对于提高生产效率、降低能耗和提高产品质量至关重要。
通过正确操作和合理控制，可以确保加热炉的稳定运行；通过优化技术，可以提高热效率和产品质量。
随着科学技术的不断进步，加热炉的操作、控制和优化技术也将不断发展，为工业生产带来更多的效益和优势。
加热炉操作、控制和优化技术在工业生产中起到了重要作用，下面将进一步介绍相关的内容。
首先，加热炉的操作应该遵循一定的规范和安全措施。
操作人员在接受培训后，应熟悉加热炉的结构、工作原理和操作步骤。
河南油田蒸馏加热炉运行存在问题与改进措施
低硫 中间基
南 阳石蜡 精 细 化 工 厂 常减 压 蒸 馏装 置有 两 座 设 计 负荷 为 ８３ Ｋ ／。顶 置 钢水 热 管空 气 预 热 ０６ Ｗ ｈ 圆筒式 加热 炉 （ 常压 炉 、 减压 炉 ） 。 曾压 炉设计 负 荷 器 ， 自然排 烟 。对流 室设 电动旋转蒸 汽 吹灰器 。常 为 ５２ Ｋ ／，减压 炉 设 计 负 荷 为 ２ １ Ｗ ／， ４２ Ｗ ｈ ６ ４Ｋ ｈ 总 减压加 热炉 共 有 ８台油 气联合 燃烧 器 （ 表 ２ 。 见 ）
残炭
酸值 ｍＫＨ ｇ ｇＯ／
ｍ ％
４０ ．６
０ １９ ． ５
７ Ｏ ．２
２ ５ ．３
５ ０ ．ｌ
０ ９ ．２
蜡含量 ｍ６ ９
２． ｌ ６ ９
１． ５ ７Ｏ
２．５ ３ ７
胶质 ｍ ％ 沥 青质 ｍ ％ 硫 含量 ｍ ％ 氮 含量 ｍ ％
水 含 量 Ⅲ ％ 盐含量 ｍＮＣ／ ｇａｌＬ
河南油 田蒸馏加热炉运行存在 问
杨 海 红
［ 摘
要］ 加热炉作为炼油厂生产 中的主要 能耗设备 ， 提供 了炼油工艺过程 中所需的大部 分能量 。 文章通过对影响加
热炉热效率的各个 因素的分析 ， 出提 高热效率的 可行 办法和途 径 ， 对南 阳蒸馏加 热炉运行 中存在 的问题 ， 用新型 高 找 针 采 效火嘴 、 复合衬 里、 对加热炉空预器、 灰 系统进行技 术改造 ， 吹 更换加热炉各部件 ， 少炉体漏风 ； 减 同时加强加 热炉 日常管理 考核 ， 回收烟气余 热， 降低加 热炉热损 失 ， 实施后 可提 高常、 减压加 热炉热 效率平均在 ３ ％以上 ， 每年 可节 约燃料 油 ２０多 ０
加强管理提高加热炉效率的经验分析
加强管理提高加热炉效率的经验分析加热炉是油田生产中重要的耗气设备，由于投产时间长，加热炉会出现盘管结垢、燃烧不充分，档板调节等各种问题，使加热炉的热效率降低。
如何提高加热炉热效率，减少天然气的损耗，成了技术人员探讨的重要工作之一。
为了解决这一问题，我们进行了现场试验和管理上的改进，通过加强日常管理，及时地发现问题，有效地采取节能调整措施，以达到提高加热炉效率的目的。
标签：高效炉；节能措施；提高热效率；加强管理在油田开发过程中，加热炉在油田上的应用极其广泛，而加热炉也是油田开发中主要的高能耗设备，其耗气量占总耗气的90%以上，目前，我矿加热炉的平均热效率为76%左右，低于国家标准的80%-85%。
因此，加强加热炉的实际运行管理，有效采取节能措施，提高加热炉热效率，减少加热炉耗气量，对实现节能降耗至关重要。
1 生产状况及存在问题目前喇400#轉油放水站有3台掺水加热炉，天然气耗量为18000m3/d，2016年3月加热炉的平均热效率为77.3%，最低的6#加热炉效率只有74.6%。
根据测试结果显示，喇4006#加热炉的排烟温度存在严重超标，超过350℃，已在危险区。
喇4003#、4#加热炉均因排烟温度较高、热损失大，而处于高散热区。
2 原因分析就以上存在问题可以看出，目前3台加热炉的主要问题是排烟温度过高和出口温度过低。
而加热炉烟气过热的原因是：烟气没有得到有效换热，导致加热炉效率较低，产生能源上的浪费。
针对这两个问题，进行了如下分析：2.1 排烟温度监测与挡板调节的影响由于现场没有排烟温度表，只能通过观察烟气和火焰的颜色进行调节，而且在调节的过程中，员工需爬到加热炉上面进行手动调节，给生产工作增加了一定的危险性，调节档板也不够及时，产生能源上的消耗。
2.2 加热炉盘管的影响加热炉在运行过程中，炉内盘管处于高温烟气环境中，环境十分恶劣，因此，加热炉内的盘管极易发生腐蚀现象，且外圈盘管比内圈盘管腐蚀严重，上部盘管比下部盘管腐蚀严重，腐蚀最为严重的是接近烟囱部位的盘管，腐蚀形态为溃疡性的斑点状腐蚀，管子表面呈层状剥落，点蚀处残余厚度最小处仅为1.5mm，致使加热炉体温度过高，盘管结垢严重，腐旧程度大，影响热量传导速度，加大热损失的生成。
加热炉管控和操作优化方案
加热炉管控和操作优化方案一、方案说明为加强加热炉的管理，确保加热炉的安全、稳定、长周期运行，切实做好加热炉节能降耗工作，特制订本预案。
二、加强日常巡检、维护保养管理1、检查燃烧器及燃料系统。
检查长明灯火嘴燃烧是否正常；燃料气枪定期保养，发现损坏及时更换；备用的燃烧器关闭风门、汽门。
2、检查加热炉被加热工艺介质，有无偏流现象，异常情况必须查明原因，及时处理。
3、检查消防蒸汽系统。
检查看火孔、看火窗、防爆门、人孔门是否严密。
检查炉体钢架和钢板是否完好严密。
4、检查辐射炉管有无局部过烧、开裂、鼓包、弯曲等异常现象。
检查加热炉衬里有无脱落，炉内件有无异常，仪表监测系统是否正常。
5、检查气门、风门、烟道挡板的调节是否灵活好用。
6、检查鼓风机、引风机运行有无异常。
7、检查瓦斯管线、阀门、金属软管有无泄漏。
8、检查一次仪表完好情况，定期对氧含量分析仪标定。
三、加强开停工管理严格执行操作规程操作，加强点火程序管控。
把好验收关，做好点炉前检查工作，专人管理盲板；氮气置换瓦斯系统管线，用肥皂水检查有无漏点；启动鼓风机和引风机，调节好负压，再拆长明灯盲板，严格执行化验分析要求，在加热炉炉膛上、下对称4个点分别采样，确认达到合格标准（炉膛中可燃气体含量小于0.2%）后进行点长明灯；爆炸气采样分析合格15分钟内必须完成点火操作，超过15分钟必须重新进行爆炸性气体采样分析；长明灯燃烧正常后再拆主火嘴盲板进行点主火嘴。
加强熄炉风险管控，熄炉后立即进行氮气吹扫加盲板。
四、严格执行联锁管理制度常减压装置有加热炉引风机、鼓风机停机连锁。
启停联锁必须填写申请单按要求进行审批，做好风险评估、应急预案及操作方案。
五、加强应急演练常减压装置设有转油线泄漏着火事故现场处置方案、炉膛爆炸事故现场处置方案、加热炉炉管破裂泄漏着火事故现场处置方案，定期组织应急演练。
六、加强加热炉热效率精细化管理1、精细操作，优化换热流程，提高原油总体换热终温，把两路炉进料调节均衡。
油田加热炉的管控方法与流程
5
安全使用管理
严格执行用气安全规定，遵守安全操作规程，定时巡回检查，防止超温、超压、断流运行。
6
过滤与清灰
对伴生气和被加热介质进行必要的过滤，定期组织清灰除垢作业。
7
集中节能管控
采用智能化、自动化的管控方法，根据生产指标温度的变化进行快速、慢速或缓冲段调节。
油田加热炉的管控方法与流程
序号
管控方法/流程步骤
描述
1
设计与选型
结构和规格。
2
安装与调试
严格按照设备图纸施工，进行水压试验和真空测试，合格后点火调试和气体调试，记录数据参数。
3
燃料与空气供应监控
监测和调整燃料和空气供应，确保最佳燃烧效率。
4
燃烧器管理
加热炉优化控制技术
加热炉优化控制技术一、开发背景加热炉是石化企业重要的生产工艺设备，也是企业消耗燃料的主要设备。
炼油企业的总能耗约占原油处理量的8%，其中，加热炉的燃料能耗约占炼油厂总能耗的30%~50%。
加热炉的节能降耗是炼油厂节能工作的重要课题，提高加热炉的热效率，对于降低炼油厂的能耗、降低炼油生产成本、提高经济效益是密切相关的。
加热炉又是一个较为复杂的系统，其运行热效率受到诸多因素的影响。
比如加热炉设计、设备状况、燃烧调整、工艺操作、运行负荷等。
加强管理提高现场操作技能，是提高热效率重要途径，但最后仍需要立足于新装备、新技术、新工艺的应用，才能进一步长周期、比较稳定的提高效率、实现节能降耗的目标。
加热炉的操作，很大程度上依赖于现场管理和现场操作，比如燃烧器的调风门、雾化蒸汽调节、吹灰器的控制、自动点火的控制等。
能够远程控制的，应当包括介质出口温度的控制、氧含量的控制、负压的控制。
而目前真正能实现自动控制的，只有出口温度与燃料阀位的闭环控制。
这种依赖于个人操作技能的操作方式，决定了加热炉的运行水平必然是参差不齐的，这样的技术现状与当前提倡的节能降耗、建设节约型社会的要求是有差距的。
2002年，在济南召开的中国石化炼化企业加热炉工作会议上，与会专家认为：加热炉热效率有待于进一步提高，加强新技术应用和自动控制是提高加热炉热效率的重要途径。
近年来，人们加强对现代控制理论的研究与应用，国内外出现了自校正系统、自适应控制、模糊控制、智能控制等新型控制系统，国内高校、研究院和企业逐步开展加热炉的数学模型与仿真研究，开展模糊控制算法及智能控制系统的研究，取得了一些成果并获得很好的应用，在冶金行业，加热炉的优化控制技术已研究多年并正在逐步完善。
石化生产装置多采用集散控制系统，但真正实现加热炉自动控制的并不多，只用作数据采集、出口温度的单回路调节，模仿代替仪表PID 调节，无法达到最优的节能操作状态。
加热炉节能技术，除了在工艺装备上进行改进外，通过对加热炉燃烧过程的自动优化控制，实现节能的技术就应运而生了。
油田加热炉运行常见问题及对策
１ ）烟 囱 、烟 箱 和 烟 箱侧 封 头 外 壁 的腐 蚀 。 由
封头 处 易形 成露 点腐 蚀 。此外 ，烟箱 内部 往往 聚 集 大量 的污垢 ，由于天 然气 中的硫 化物 随 烟气 与空 气 中的水 汽结 合后 冷凝 为液 体 ，流 进炯 箱 并积 聚在 烟 箱底 部形 成酸性 溶 液从 而导致 电化 学腐 蚀 。 ２ ）火 管 内外 壁 腐 蚀 。火 管 内壁 腐 蚀 主要 是 高
加 热 炉是 油 田油 气集 输 的主要 耗 能设备 。加热 次应 力使 炉管 鼓包 变形 ，引起 管路 特性 改 变 ，使 掺 炉运 行 主要分 为 燃料 的燃 烧过 程 、传 热过 程 、烟气 水泵进 口吸入困难 ，掺水流量减小 ，影响生产运行 。 排放 ３ 个 过程 。随 着加 热 炉使 用 时 间 的延长 、设备 １ ． ３ 局部 腐蚀 … 的 自然 老化 、介 质 的长期 腐蚀 ，以及 运行 环境 恶 劣 和腐蚀三大问题 ，严重影响了加热炉的安全平稳运行 。
２ 问 题 解 决 对 策
根据 加热 炉损 坏 情况 ，将 炉 内原 有烟 火 管全 部 或 部 分 更 换 ，完 成 后 对 破 坏 的 防 腐 保 温 层 进 行 修 复 ，改 造后 能满 足生 产 要求 。但 随 着钢 材价 格 费用 的上 涨 ，更换 加 热 炉烟 火 管 费用 很 高 ，更换 １ 台加
＿ …
甜
李江 涛 （ 大庆油田有限责任公司第八采油厂）
油 田加 热 炉 运 行 常 见 问题 及对 策
摘 要 近 几年 油 田部 分加 热 炉存 在 火管 烧损 、热 效率低 、局部 腐 蚀 等 问题 。通 过对 在 用加
热 炉 火筒 、盘 管 、燃烧 器 、烟 囱烟 箱 等存 在 问题 的分 析 ，有针 对 性地 提 出了解 决措 施 ，如 烟 火
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油田加热炉的综合管理与优化
【摘要】通过对xx油田加热炉现状的调研与炉效测试，分析了加热炉在长时间运行过程中所存在的问题以及带来的危害，本文从加热炉烧损的预防、加热炉热效率的提高措施、新工艺新技术的利用改进等方面阐述了加热炉的综合管理与优化运行，提出认识和建议，为油田加热炉的管理提出新的途径，确保加热炉安全、平稳、高效运行。
【关键词】加热炉危害综合管理优化运行
加热炉是油田生产中的主要加热设备，xx油田现有加热炉137台，而使用年限超过10年的有103台。
由于运行时间长，腐蚀老化较为严重，加上采出液复杂、杂质多，极易加速烟火管的结垢与烧损，给生产管理带来了很大难度。
因此有必要对加热炉进行动态管理，准确掌握加热炉的运化状况，及时采取有效的治理措施，减少腐蚀结垢等因素对加热炉的影响。
1 分析加热炉存在的问题及危害
近五年内，xx油田因损坏维修的加热炉共计14台，维修的加热炉中年限超过10年的有13台，占总损坏数的93%。
而加热炉的腐蚀穿孔、火筒结垢和局部开裂是造成加热炉损坏的主要原因，结合这三个方面对加热炉的损坏情况进行分析。
1.1 腐蚀穿孔原因分析
1.1.1 烟火管与介质接触侧腐蚀穿孔原因分析
（1）洗井液中酸性介质是引起加热炉腐蚀的主要原因。
（2）加热炉中的溶解氧与金属管材存在严重电化学腐蚀，形成的产物以铁的氧化物为主，在盘管及烟管上形成绣瘤和锈蚀坑。
1.1.2 火筒内侧腐蚀穿孔原因分析？
（1）天然气中含有一定量的h2s、有机硫化物及氨，在氧气充足时生成硫酸对火筒造成硫酸露点腐蚀，在氧气不足时对火筒造成高温硫化物腐蚀。
（2）炉管还存在高温氧化问题，570℃以下高温氧气与碳钢炉管直接反应，形成的铁皮，虽然此氧化物具有高温抗氧化能力，但由于腐蚀气体的存在无法形成致密膜层，而570℃以上形成的铁皮结构疏松，其抗腐蚀性更差。
（3）加热炉火嘴偏移造成受热不均，在结垢严重的情况下极容易烧穿火管。
1.1.3 其他部位腐蚀穿孔原因分析？
（1）由于我厂安装了节能火嘴，部分加热炉冬季排烟温度较低，凝析水较大，对加热炉的烟箱、烟囱、封头腐蚀较大。
（2）目前所采用的加热炉外保温层均为铠装（铁皮）保温层，中间填充保温物质。
和以往的相比较，透气性变差，雨、雪进入后短时间内很难蒸发，造成管壁腐蚀，尤其是各附件与管壁接头处腐蚀尤为严重。
（3）加热炉运行年限过长，主体材质上的老化，已逐步显现，如自然氧化等原因，造成罐壁、管壁减薄，强度降低，部分附件焊道已腐蚀。
1.2 火筒结垢原因分析
通过清淤对火筒及盘管垢样进行分析，垢样地成分主要为白色caco3晶体与红褐色铁锈以及泥沙形成的硬性板结块。
（1）来液中存在ca2+、mg2+、co32-，水在加热炉中受热时，易析出caco3、mgco3等规则的晶体，此晶体在盘管或烟管等处形成硬垢。
（2）含油污水中含有矿物质及泥砂，加热过程中在火管壁上沉积大量油垢与泥砂。
1.3 局部开裂原因分析
（1）含油污水中含有矿物质及泥砂，加热过程中在火管壁上沉积大量垢与泥砂，致使火筒受热不均，造成火筒由炉内向火筒内隆起，然后开裂。
（2）开裂的地方主要出现在烟火管的连接焊口出，由于材料的脆性，局部应力状态较高的地方会造成沿低熔点共晶相开裂。
（3）烟火管外壁结垢造成加热炉热效率降低，过度加热后，烧穿火管。
1.4 加热炉炉效低原因分析
2012年上半年对运行的69台油田加热炉进行了炉效测试，负荷低、排烟温度过高、过剩空气系数偏大是造成加热炉炉效低的主要原因。
其测试结果如下：
（1）加热炉平均热效率为80.2%，符合标准有51台，不符合标准有18台，合格率达74%。
（2）加热炉平均排烟温度为170.6℃，符合标准有55台，不符合标准有14台，合格率为80%。
不合格的原因主要有：加热炉炉管结垢或者火焰与被加热介质间换热系数不高。
（3）加热炉平均过剩空气系数为1.78，符合标准有37台，不符合标准有32台，合格率为46%。
不合格的原因主要有：加热炉的风量与其负荷不匹配。
（4）加热炉平均外表面温度为42℃，全部符合标准，合格率达100%。
2 加热炉治理措施及优化运行
2.1 加热炉烧损的预防
一是根据区块采出液特性实施阻垢剂个性化加药，控制结垢量。
二是制定合理地清淤周期，强化清淤除垢，防止结垢影响热传导而造成烧损。
三是严格控制加热炉的温度参数，防止骤升骤降造成局部开裂。
四是加强巡回检查，火焰应为齐火焰，防止火焰过长飘，避免火焰直接触火管造成局部过热。
2.2 提高加热炉热效率的措施
（1）增加加热炉运行负荷，提高加热炉热效率。
一是采取高低搭配的方式运行。
当系统需要负荷低时，可以采用小容量的加热炉运行，当系统需要负荷高时，可以采用大容量的加热炉运行。
二是2台及2台以上同类型的加热炉低负荷运行时（有的负荷甚至达不到30%），可以合并成一台加热炉运行。
（2）采用技术改造与管理相结合的办法降低过剩空气系数。
对于已经安装节能燃烧器的加热炉，应定期对加热炉的燃烧状况进行监控，按照节能燃烧器的功能进行合理调节。
（3）采用新技术新材料改造排烟温度超过标准的加热炉。
定期清洗炉管和刷节能涂料，提高炉管的换热系数，降低排烟温度。
此外”控挡板降烟温”，控制合风开度为二分之一，在20%～50%调节烟道挡板，当开度在空气过剩的蓝色火焰和不完全燃烧的暗黄色火焰两个位置中间时，相对比较合理。
（4）加强加热炉管理，提高动态管理水平。
装设必要的热工测量和控制仪表，制定操作工操作规程，提高操作工技术水平，加强维护保养，延长炉体寿命。
2.3 新工艺新技术的改进利用通过改造不合理工艺，根除加热炉损坏的隐患。
一是改进燃烧器进气管线工艺，由硬连接改为软连接，防止燃烧器偏烧；
二是加装烟箱排污阀门，防止积水造成烟箱等腐蚀穿孔；
三是改进火筒炉的进水方式，由筛管式改为直管式，避免介质流动不畅导致局部过热。
3 结论及建议
（1）加热炉炉效主要是通过提高加热炉热负荷、合理调控配风
比、采用新技术新材料等手段来提高，在此基础上建议对加热炉耗气实施单台计量改造，以及每站配备一台烟气分析仪，有利于加热炉的动态监控与精细管理。
（2）通过加药、清淤、合理控制参数，增强加热炉安全平稳运行系数。
建议各站开展合理化加药试验，控制结垢速度。
（3）由于节能火嘴的投用，导致冬季排烟时的凝析水较大，对加热炉的烟箱、烟囱、封头腐蚀较大，一是建议安装板式换热器，提高排烟温度；二是对烟囱进行保温使排烟温度控制在65度以上。
参考文献
[1] 李勇.加热炉优化状态自动控制系统的应用[j].油气田地面工程，2003（6）：40。