wns相变加热炉节能探析

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1、WNS相变加热炉节能探析【摘要】相变加热炉是盘二联的原油加热设备，2003年由青岛益青机械有限公司制造生产并投入使用的，担负着我站原油脱水的加热升温工作。特别是近年来油田已逐步进入开采后期，进站原油物性的改变以及水量的增大，使集输站加热负荷增大，原油加热升温工作越来越重要，该加热炉的使用成为提高脱水温度，降低能源消耗的必然举措。但是该设备试运行后，经常出现喘震、设备运行噪音大、水击等现象，不能投入正常的运行，为保证我站的原油脱水工作的正常运转，我们积极进行研究和改进，力争使相变加热炉正常运行。【关键词】相变加热炉；结构、原理1・相变加热炉的结构、原理简介该相变加

2、热炉是由一台锅炉和位于其上的一台换热器组成的综合设备，由锅炉产生的饱和蒸汽进入换热器，与换热器内的管程进行对流换热，把热量传递给管内的原油介质，以达到给原油加热的目的。1.1锅炉本体WNS型锅炉为卧式内燃锅炉，其结构为三回程锅壳锅炉,采用波形炉胆，螺纹烟管和光管烟管组成，燃料系统将天然气送至燃烧器，喷入炉胆进行燃烧，火焰在炉胆内燃烧后经转向室进入第一对流管束，再经前烟箱，转入第二对流束，最后从后烟箱进入烟囱，排向大气。锅炉配用全自动进口燃烧器，燃烧器上配备有全自动的燃烧控制器及监测系统，提供全自动吹风、点火、燃烧等程序控制，故有全自动操作、高效、经济、安全节能等

3、特点。1.2原油加热装置该装置为四管程浮头式换热器，结构为一园形外壳内装有由很多平行管子组成的管束，其中参与热交换的原油分四次由壳内流过，饱和蒸汽则在管外流过，这样依次流过各组管束，最后由出口流出，冷却下来的水蒸汽则经过回水通道回到锅炉中去。1.3进气或回水通道该通道为两根三寸钢管，是连接蒸汽锅炉的顶部与换热器低部的重要通道。工作时锅炉产生的饱和蒸汽就是通过该通道进入到换热器内，并将冷凝后的水蒸汽送回到锅炉内的一条通道。2.现存问题分析在相变加热炉试运行过程中，我们发现该设备无法正常运行，达不到预期的目的。主要问题分为以下几点：（1）喘震震动及噪音大：该炉运行中

4、在大小火转换时震动的厉害，设备运行的噪音较大，使人产生较大的焦虑烦躁情绪和不安全感，严重影响了工人的生产状态。据分析产生问题之一的原因是：燃烧器配备的自动控制系统(系德国扎克公司生产的)的设计存在问题，致使加热炉运行时的燃气比调节不到位，据观察其只存在着一、二段火焰转换时自动调节，致使设备运行时引发震动。问题产生的原因之二是:烟道的通风障碍，烟道的通风量不足，引起锅炉烟道的喘震,造成震动厉害，噪音增大。(2)锅炉运行时水击现象严重：设备在运行中经常出现水击现象，严重时出现缺水事故，由上述相变加热炉的介绍可知，该炉与换热器的结构存在问题，进汽通道和回水通道是一根管

5、线，而进气与回水通道是连接锅炉本体与换热器的关键部位，当它面积狭窄无法保持畅通时，冷却水就无法回到锅炉中来。3•原因分析，制定解决措施(1)针对烟道的通风障碍，查找烟道的通风量不足影响因素，经分析，发现一处设计不合理，一是烟道设计为直角拐角，影响了出气速度，二是烟道的防雨帽离管线的距离较近，减少了出气量。解决的办法是将直角拐角改为45度的缓坡拐角，较少流动障碍，增加流动速度。其次是增加防雨帽离管线的距离,增大通风面积。(2)针对燃烧器上的自动燃烧控制器的设计不合理问题，我们仔细分析了燃烧控制器的执行机构，是一快开阀门控制着风门的开度，以调节燃气比例，为此建议重新

6、设计燃烧器控制系统为一线性比例调节调节燃气比，执行机构设定为拉杆控制，使得燃气比调节按照一定比例呈线性上升。从而避免了其因转换过快而引起得炉体震动。(1)针对进汽通道和回水通道是一根管线，造成了回水下不来的问题，解决的方法是改变进换热器的进汽通道，右下方进改为从上方进，改变回水管线的回水方式，由回水进锅炉的气相顶部改为进锅炉的水相底部，减少了汽相的阻力，便于水回到锅炉中来。4•取得的效果改造后较好的解决了以上的问题，不仅能为脱水原油进行较好的加热，也解决了加热设备紧张的问题。这次改造共计投入资金10万元。如果与原来的加热炉相比，效率提高了15%以上，大大节约了天

7、然气的用量，同时也节约了资金,其计算结果如下：日产量:1150吨;原油含水：10%；水量：128吨;C油=2.093C水=4.1868温升△t=20°C炉效u=85%则有：Q油二C油mAt/3600={2.093X(1150—24)X103X20}4-3600=557.164千瓦Q水二C水mZt/3600={4.1868X(128—24)X103X20}4-3600=124.053千瓦Q负二Q油+Q水=681.217Q总=681.2174-0.85=801.432千瓦每天产热量q=801.432X24=19234.368千瓦.时lkwh=3.6X103/389

8、79=0.0924m3每