提高加热炉热效率控制系统的设计与应用.pdf

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1、_Management&Practice提高加热炉热效率控制系统的设计与应用葛延峰(大庆油田有限责任公司第五采油厂)摘要随着油田降温集油工作的大面积推广，以及加热炉运行年限的延长，加热炉一般都出现负荷率较低、热效率下降等问题，采取对加热炉烟道出口安装烟气含氧量、排烟温度及炉膛负压检测控制系统等节能措施来监控加热炉运行状态，并且与现有的DCS(DistributedControlSySt811集散控制系统)控制相结合研发出一套基于预测控制思想、吸收操作人员多年操作经验的先进控制软件，对加热炉工艺参数进行控

2、制，实现了热效率的在线优化及节能降耗，减少了环境污染。关键词加热炉热效率先进控制节能降耗DOI：10．3969／i．issn．2095-1493．2012．09．021随着油田的不断开发，建设规模、集输半径越和炭粒等污染空气的物质；同时还会导致炉内结来越大，能耗也随之不断增加。近年来，油田生产焦，增加受热面积灰的风险，这不但影响了传热效用气逐年增加，而加热炉是主要的能耗设备，其耗果，而且还增加了烟气侧的流动阻力，金属腐蚀物气占总耗气的90％以上。目前采油五厂加热炉平均和积灰还会堵塞通路。热效率为75％，

3、低于国家标准82％～85％。因此，因此，为了提高加热炉热效率，同时降低燃料采取节能措施，提高加热炉热效率，减少加热炉耗使用量，必须选取合适的过量空气系数。气，对实现节能降耗至关重要。在加热炉烟道出口安装烟气含氧量检测控制系统，主要目的就是根据在线实时检测烟气中的含氧1提高加热炉热效率的几种控制方法量反馈来的信息实时调节给风门的开度，以确定合1．1烟气含氧量检测控制系统理的过量空气系数。在燃烧过程中，实际供给的空气量与理论该系统包括检测、控制和执行三个部分。需要的空气量之比称为过量空气系数“，即1．2排烟

4、温度检测控制系统“=V／。加热炉炉膛出口过量空气系数每增加排烟损失在加热炉的热损失中占很大的比例。0．01，排烟温度将升高约13℃，因此，n值对加一般情况下，排烟温度每升高17～20cI二，热炉的热效率有着直接的影响。加热炉的热效率下降l％左右。当加热炉的热当过量空气系数过大时，将会增大送、引风机效率较高(如90％)时，排烟损失占总损失的70％的用电消耗；而且南于过剩空气是在排烟温度下排～80％；当加热炉的热效率较低(如70％)时，排入大气的，所以排烟温度越高，过剩空气带走的热烟损失占总损失的90％，因

5、此降低排烟温度是提高量也越多，热量损失也越大，加热炉效率也越低；加热炉热效率的主要措施。同时过大的过量空气系数还会加速炉管和炉内构件在加热炉烟道出口安装温度表在线实时检测排的氧化，不但影响设备使用寿命，而且还提高对流烟温度，可以根据排烟温度的变化来调节烟道挡板室内SO向SO的转化，从而加剧低温露点腐蚀。的开度，来控制烟气的换热时间；也可以根据排烟当过量空气系数过小时，将会使燃料燃烧不完温度的变化控制火焰燃烧中心的高度，如果排烟温全，造成大量的化学能未释放而浪费燃料，同样能度过高，可以采取让燃烧器位置尽量

6、下移，或使燃导致热效率的下降；而且还会生成大量的CO、H烧器喷嘴向下倾斜等方法，降低火焰中心位置，增加燃料在炉膛内的停留时间，即增加了辐射传热作者简介：葛延峰，1999年毕业于齐齐哈尔大学，2009年毕业于浙时间。江大学，硕士研究生，现从事地面工程管理工作，地址：黑龙江省而且还可以根据排烟温度变化趋势来判断炉管大庆油fH有限责任公司第五采油厂，163001。541www．syshjn．c。m篁理·察践■结垢情况，来判断是否需要对加热炉进行炉管清大。同是一个炯囱，在炯道挡板开度一样的情况洗、除垢或吹灰，来

7、提高对流换热效率。同时还可下，冬天的抽力比夏天大，晚上的抽力比白天大，以根据排烟温度来调整加热炉的运行状态，防止因这就是因为冬天、晚上外界空气的温度比夏天、白排炯温度低于露点温度导致烟管露点腐蚀的发生。天低，所以)，宰比较大。一般情况下，露点腐蚀温度在l20～150℃之间。所3)烟气重度7气的影响：在H、7空不变的情以，加热炉的排烟温度尽量控制在160～180℃为况下，烟气重度7愈大，即烟气温度愈低，抽力宜，低于160℃时易出现露点腐蚀，降低了烟管的愈小；烟气重度)，愈小，即炯气温度愈高，抽力使用寿命；

8、高于180时排烟温度又过高，烟气带愈大。走的热量大，浪费燃料，使加热炉的热效率降低。由于大庆地区春、秋季风力相对较大，烟囱周通常利用排出的高温烟气对空气进行预热来提同空气流动速度快，空气温度相对较低，空气重度高进入炉膛的空气温度，同时又降低了排炯温度，)，宰大，因此烟囱抽力大，应该减小炯道挡板开这样可以提高加热炉的热效率。但是最好限制最低度，防止炉膛负压过大。反之，冬、夏季风力相对排烟温度，防止露点腐蚀的发生。当空气预热温度较小，应该增大烟