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輸油站熱媒爐的應(yīng)用與效果評(píng)價(jià)

文檔作者：馬勇王萌何毅張江文檔來(lái)源：長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年09月27日
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一
42一 ■ 技術(shù)交流 2石0油1 1和年化第工1設(shè)備
4卷
輸油站熱媒爐的應(yīng)用與效果評(píng)價(jià)
馬勇， 王萌，何毅， 張江
(長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司， 陜西西安71 001 8)
[摘要]熱媒爐以煤、原油和可燃?xì)怏w為燃料，導(dǎo)熱油為載體，利用導(dǎo)熱油循環(huán)泵強(qiáng)制導(dǎo)熱油循環(huán)，將熱能傳遞給換熱設(shè)
備進(jìn)行換熱。與普通加熱爐相比，熱媒爐具有自動(dòng)化程度高、熱效率高、環(huán)境污染低、安全系數(shù)高、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
本文重點(diǎn)介紹了熱媒爐在輸油場(chǎng)站的應(yīng)用，對(duì)應(yīng)用情況進(jìn)行了效果評(píng)價(jià)。
[關(guān)鍵詞]熱媒爐；輸油站；現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；效果評(píng)價(jià)
靖惠輸油管線油房莊站2003年8月建站投產(chǎn)時(shí)
應(yīng)用了一套熱媒爐加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)承擔(dān)著油房
莊站出站原油的加熱、6具原油儲(chǔ)罐伴熱以及全站
生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的采暖供熱。投用以來(lái)，該系統(tǒng)
具有自動(dòng)化程度高、熱效率高、環(huán)境污染低、安
全系數(shù)高、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，較好的滿足了原
油和水對(duì)不同溫度的需求， 確保了該站輸油生產(chǎn)
平穩(wěn)有序運(yùn)行。
1熱媒爐系統(tǒng)工作原理
1．1熱媒爐系統(tǒng)工藝流程
熱媒爐是以煤、原油或可燃?xì)怏w作為燃料，
通過(guò)燃燒器點(diǎn)燃后在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，熱量
通過(guò)爐管以對(duì)流和輻射的形式傳遞給導(dǎo)熱油，導(dǎo)
熱油在導(dǎo)熱油循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下通過(guò)加熱爐出口進(jìn)
入換熱器，在換熱器內(nèi)將原油或其它工質(zhì)加熱后
循環(huán)回?zé)崦綘t， 如此周而復(fù)始， 以導(dǎo)熱油為載體
實(shí)現(xiàn)熱量的連續(xù)傳遞。熱媒爐系統(tǒng)工藝流程如圖1
所示。
熱媒循環(huán)泵
圖1 熱媒爐系統(tǒng)工藝流程圖
1．2熱媒爐系統(tǒng)主要設(shè)備
油房莊站熱媒爐系統(tǒng)主要設(shè)備包括： (1)2
臺(tái)臥式有機(jī)熱載體加熱爐(額定熱負(fù)荷3500kW，
設(shè)計(jì)熱效率90％ ，操作介質(zhì)為YD．326導(dǎo)熱油，介
質(zhì)額定流量為130m ／h，介質(zhì)入口溫度180℃ ，介質(zhì)
出口溫度220~C，工作壓力1．3Mpa； (2)2臺(tái)德國(guó)
威索燃油式機(jī)械霧化燃燒器； (3)3臺(tái)外輸換熱
器，1臺(tái)采暖換熱器； (4)3臺(tái)導(dǎo)熱油循環(huán)泵(兩
用一備)； (5)1臺(tái)空氣壓縮機(jī)； (6)2具40m
燃油罐； (7)1座氮?dú)鈨?chǔ)罐； (8)1座熱媒膨脹
罐。
2系統(tǒng)功能介紹
2．1功能分析
熱媒爐系統(tǒng)主要由自動(dòng)控制系統(tǒng)、熱媒循環(huán)
系統(tǒng)、氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、供回油系統(tǒng)五
個(gè)子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)相互配合，實(shí)現(xiàn)熱媒爐
系統(tǒng)的整體功能 ]。
(1) 自動(dòng)控制系統(tǒng)由電器控制柜、檢測(cè)傳
感儀表組成，其功能是對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)出爐溫度、排
煙溫度、熱負(fù)荷等熱媒爐運(yùn)行情況及故障進(jìn)行檢
測(cè)，并自動(dòng)調(diào)整火焰大小，使熱媒爐在正常T況
下運(yùn)行。
(2)熱媒循環(huán)系統(tǒng)由熱媒爐、膨脹罐、熱
媒循環(huán)泵、換熱器組成。其功能是導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)熱
媒爐獲取熱量后經(jīng)過(guò)循環(huán)工藝管網(wǎng)到換熱器與原
油、水進(jìn)行熱量交換，再經(jīng)熱媒循環(huán)泵加壓后進(jìn)
入熱媒爐再次加熱，為外界不斷提供熱量。
(3)氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)包括氮?dú)鈨?chǔ)罐及附屬自控
系統(tǒng)。其功能用于熱煤膨脹罐氮?dú)飧采w，防止熱
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作者簡(jiǎn)介：馬勇(1 985一)，男，陜西彬縣人，大學(xué)本科，助
理工程師，從事油田地面工程設(shè)計(jì)工作。
第9期 馬勇等輸油站熱媒爐的應(yīng)用與效果評(píng)價(jià) ．43．
媒接觸空氣氧化。同時(shí)，當(dāng)爐膛出現(xiàn)介質(zhì)泄漏著
火后，氮?dú)庀到y(tǒng)自動(dòng)向爐膛噴射氮?dú)馄鸬綔缁鹱?
用。
(4)燃燒系統(tǒng)由燃燒器、電加熱器、燃油增
壓泵、助燃風(fēng)機(jī)組成。其功能是燃料油經(jīng)過(guò)燃油
增壓泵增壓、電加熱器預(yù)熱后，再與助燃風(fēng)機(jī)提
供的空氣以一定的風(fēng)油比進(jìn)入燃燒器燃燒， 為導(dǎo)
熱油提供熱量。
(5)供回油系統(tǒng)由儲(chǔ)油罐、燃料油泵及供回
油管路組成。其功能是為燃燒器提供燃燒所需要
的燃料油，并將多余的燃料油返回燃油罐。
2．2技術(shù)特點(diǎn)分析
2．2．1工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，熱效率較高
該熱媒爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為微正壓工作方式， 內(nèi)壁
采用澆注塊陶瓷纖維等耐火隔熱材料，輻射室內(nèi)
爐管沿圓周均勻排列，排列合理， 受熱均勻， 爐
管表面?zhèn)鳠釓?qiáng)度較大，熱能利用率較高。加熱爐
在對(duì)流室設(shè)置了列管式空氣預(yù)熱器，煙氣經(jīng)過(guò)空
氣預(yù)熱器后，使煙氣溫度進(jìn)一步降低，減少了排
煙帶來(lái)的熱量損失。同時(shí)， 為適應(yīng)燃燒原油的要
求， 在對(duì)流段側(cè)門(mén)上安裝了4臺(tái)吹灰器， 由PLC
編程控制器控制吹灰器，定時(shí)向?qū)α魇覔Q熱面進(jìn)
行吹灰作業(yè)， 防止對(duì)流爐管積灰影響加熱爐熱效
率。
2．2．2自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便
該熱媒爐的主要儀表及控制器件包括導(dǎo)熱油
進(jìn)出爐溫度和燃燒器燃油溫度檢測(cè)，變送裝置以
及溫度控制器，主要顯示PV導(dǎo)熱油出爐實(shí)際溫度
和SV設(shè)定工作溫度。全自動(dòng)溫度控制實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)熱
油溫度的設(shè)定、檢測(cè)和自動(dòng)控制功能。當(dāng)導(dǎo)熱油
溫度達(dá)到導(dǎo)熱油高溫?cái)嗦菲髟O(shè)定的溫度后， 自控
系統(tǒng)自動(dòng)切斷燃油供應(yīng)， 熄火停爐。當(dāng)導(dǎo)熱油溫
度低于SV設(shè)定的工作溫度時(shí)， 自控系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行
爐膛吹掃，燃油升溫加壓， 點(diǎn)火啟爐。
2．2-3配風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，便于提高燃燒效率
助燃風(fēng)機(jī)吸入的大部分空氣通過(guò)對(duì)流室上
部的列管式空氣預(yù)熱器預(yù)熱后， 被強(qiáng)制送入配風(fēng)
通道，將一定溫度的空氣供給燃燒器配風(fēng)調(diào)節(jié)裝
置，在比例燃燒調(diào)節(jié)裝置的作用下， 空氣與燃油
按比例混合，提高了燃油的燃燒效率，其余少部
分未經(jīng)預(yù)熱的空氣被風(fēng)機(jī)強(qiáng)制輸送給燃燒器，用
于火嘴的降溫，有利于火嘴的正常工作。
2．2．4配套設(shè)施齊全，安全性好
熱媒爐加熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，其物理特性遠(yuǎn)高
于原油，在正常生產(chǎn)條件下，不會(huì)出現(xiàn)爐管局部
過(guò)熱和結(jié)焦現(xiàn)象，保證了運(yùn)行安全。導(dǎo)熱油化學(xué)
性質(zhì)穩(wěn)定，與系統(tǒng)物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)及腐蝕，
不會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害。同時(shí)，該熱媒爐在輻射室
后墻設(shè)置了滅火介質(zhì)噴入口和防爆門(mén)，當(dāng)爐膛內(nèi)
意外著火時(shí)，可從滅火介質(zhì)入口處噴入惰性氣
體，置換爐內(nèi)可燃?xì)怏w，隔絕爐膛進(jìn)入空氣，實(shí)
現(xiàn)爐內(nèi)滅火。當(dāng)點(diǎn)火或運(yùn)行不正常時(shí)，加熱爐爐
膛內(nèi)可能發(fā)生瞬時(shí)壓力過(guò)高的現(xiàn)象，此時(shí)防爆門(mén)
將自動(dòng)開(kāi)啟泄壓，避免爐內(nèi)高壓對(duì)爐體破壞。
3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果
3．1熱效率分析
用正平衡法[2 計(jì)算熱媒爐系統(tǒng)熱效率。采用被
加熱的原油、水在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，從熱媒爐系統(tǒng)
吸收的總熱量與熱媒爐系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)燃料釋
放的熱量相比較的方法計(jì)算系統(tǒng)熱效率。
3．1．1熱媒爐系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集
熱媒爐系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要包括被加熱原油
量、水量，燃油量及相關(guān)溫度等數(shù)據(jù)。2009年2至
5月， 以8h為時(shí)間段，每月隨機(jī)抽取5次，共計(jì)采
集25組數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出平均值，如表1所示。
表l 熱媒爐系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)表
采集時(shí)間 原油進(jìn)換熱器 原油出換熱器 耗油量(m ) 原油外輸量 水進(jìn)入換熱器 水出換熱器 采暖循環(huán)泵
2009．2—2009．5 溫度(℃) 溫度(℃) (m3) 溫度(℃) 溫度(℃) 排量(m3)
平均值 32．84 41．24 2．022 3698 54 66 120
3．1．2正平衡法計(jì)算熱媒爐系統(tǒng)熱效率
被加熱介質(zhì)吸收的總有效熱量Qn ，計(jì)算公式
為：
Qh。 Q油+Q水=C油M油／X T1+C水M水△T2 (1)
式中：C油一原油比熱，1．997kJ／(kg·℃)；C
水一水的比熱，4．1868kJ／(kg·℃)；M油一加熱原
油質(zhì)量，kg；M水一加熱水的質(zhì)量，kg；△T1一原
油進(jìn)出換熱器平均溫升， ℃ ； △T：一水進(jìn)出換熱
器平均溫升， ℃；
熱媒爐系統(tǒng)輸入的總能量Q，，計(jì)算公式為：
Qr=HrI (2)
式中：Hr一-熱媒爐總?cè)加土浚?；I一原油平

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