浅析影响油气田加热炉热效率提高的因素分析

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1、浅析影响油气田加热炉热效率提高的因素分析青海油田天然气开发公司李涛韩生梅水套加热炉是油气田生产和集输过程中不可缺少的主要设备，担负着油气H产品的升温与集输系统能量供给的任务。同时它也是油气㈩最大的自耗燃料设备之一，其技术水平、热效率的高低直接影响油气田地面工程建设的技术水平、节能减排与经济效益。一、影响加热炉热效率提高的主要因素1.过剩空气系数过大。过剩空气系数的控制主要与加热炉运行的热负荷、燃烧器的性能参数及技术检测手段等有关，过剩空气系数过大，加热炉内烟气含氧量过多，排烟时过量空气将热能带走排入大气，热损失增

2、大，热效率下降。2.气体未完全燃烧。气体不完全燃烧热损失的大小主要取决于燃烧成分、炉膛过剩空气系数、所用燃烧器、燃烧器与炉膛匹配是否适当以及运行操作是否合理。，有部分加热炉存在缺氧燃烧现象，烟气中存在大量可燃气体，这一现象的存在，不仅造成了较大的气体不完全燃烧热损失，也为加热炉的安全运行、操作人员的安全生产留下了隐患。3.负荷率低、保温状况使散热损失加大。散热损失与保温情况及散热表面积的大小、形状等有关，同时还与加热炉的额定容量和运行负荷的大小有关，在非额定工况下，散热损失与加热炉的负荷成反比。集输系统热负荷随生

3、产情况，季节变化影响存在较大差别，加热炉长期处于低负荷状态下运行，当负荷率低于50%时，加热炉散热损失就达到设计值得2倍。另部分加热炉保温层老化、脱落现象，增大加热炉的散热损失。4.加热炉监控计量仪表缺损严重。加热炉监控仪表不全现象普遍存在。缺少单台加热炉燃料量的计量仪表和烟温监控仪表。仪表的缺乏使加热炉的运行调节缺失了必要的依据，使加热炉的节能管理缺乏必要的手段。二、影响加热炉热效率的因素分析(一)影响加热炉热效率的参数分析热效率是衡量加热炉先进性的一个重要指标，其高低关系着集输油能耗的高低。加热炉热效率可用如

4、下表达式描述：η=(l-ql-q2-q3)×100%；式中：η为加热炉热效率;ql为排烟损失占加热炉总供热的比值，是排烟温度和过剩空气系数的函数；q2为不完全燃烧损失占加热炉总供热的比值；q3为散热损失占加热炉总供热的比值。1.降低排烟温度以减少排烟热损失。排烟热损失是决定热效率高低的主要方面，艽大小取决于排烟温度、过剩空气系数的高低，排烟温度越高，排出烟气的热焓值越高，带走的热量就越多；过剩空气系数越大，说明进入炉内的空气很多，大量的过剩空气随着排烟将热量从烟道排入大气，热损失增大，

5、热效率下降;过剩空气系数过大还使燃烧温度下降，从而减小热辐射强度，增加燃料用量，导致热效率下降。加热炉排烟热损失ql可由下式计算3式中：ipy为lm燃气在过量空气系数和排烟温度下排烟的焓，3kj/m。以天燃气为例，通过详细计算，得出不同过量空气系数和排烟温度下的排烟热损失，排烟热损失随排烟温度的升高和过量空气系数的增大而增大。当排烟温度在150°C吋，过量空气系数从1.1增人到1.6，排烟热损失将从6.61%增加到9.25%,过量空气系数每增加0.1,排烟热损失增加0.528%。当排烟温度在200°C吋，过量空气

6、系数从1.1增大到1.6,排烟热损失将从8.84%增加到12.36%,过量空气系数每增加0.1,排烟热损失增加0.705%。因此，在加热炉设计、调试和运行吋应可能使排烟温度和过量空气系数在合理的参数下，以降低排烟热损失。2.降低过量空气系数以减少排烟损失。加热炉在实际运行中，燃料不可能在理论空气量下完全燃烧，总要在有一定过剩空气量的条件下才能完全燃烧。对于工业设备或加热炉而言，在正常燃烧情况下的过量空气系数α为1.05〜1.20。高原地区加热炉使用海拔高度在3000米左右，空气中含氧量与标准状态相比会

7、有较大的差异。随着海拔高度的升高，空气中含氧量随之降低。由于空气中含氧量发生了变化，所以在标准状态下计算出的理论空气量值不适合高原地区。由于海拔高度为零的地面附近空气含氧量的体积百分比为20.95%,按照公式此条件吋地面附近的氧气密度为：K=ρ0′/ρ0=0.1905/0.2566=0.7424,海拔高度在3000m时水套加热炉充分燃烧所需的实际空气过量系数为：&alpha/=α/K=1.48；在实际操作中，如果过剩空气量增加，排烟时大量的过剩空气将热量带走排入大气，使排烟

8、损失增加，热效率降低。由于过剩的空气是在排烟温度下排入大气的，所以排烟温度越高，过剩空气带走的热量就越多，对热效率的影响也就越大。1.降低不完全燃烧热损失。气体不完全燃烧热损失q2系指排烟中未完全燃烧或燃尽的可燃气体(如CO、H2、CH4等)所带走的热量占送入加热炉输入热量的份额。气体不完全燃烧热损失q2可用烟气成份分析按下式估算：q2=0.11(αpy-0.