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1、工程建设天然气工业2002年1月油气田水套加热炉＊GaryH.PalmerPaulaWendland张华岩(加拿大马龙尼公司)GaryH.Palmer等.油气田水套加热炉.天然气工业,2002;22(1):80～84摘要水套加热炉是油气田上广泛使用的油气加热设备。随着油气价格的不断上涨和对环境保护要求的日趋严格,油气田的工程师们越来越关注如何改进现有的加热设备以减少燃料消耗并保护环境。文章通过介绍油气田水套加热炉设计应考虑的基本因素和准则,提出了提高水套加热炉热效率的方法,其中包括多个返回管的使用,
2、过剩空气自动控制和扩大火管对流段的表面积等,特别是文中所述在火管对流段中安装翅片管,只要有足够的传热面积,并设计正确,要使水套加热炉获得85%的热效率是可能的。主题词油气田加热设备设计经验分析改造的温度会升高,在竖立式处理器上那种短而粗的加水套加热炉设计应考虑的热器可能会存在这方面的问题。如果燃料气中有基本因素和经验法则1%以上的H2S,则需要25%以上的过剩空气,对于1.可用于判断加热炉的设计是否合理经验法则6酸性燃料,横截面积热强度应由3.12×10(1)间接加热炉的传热强度262kcal/h·
3、m减少至2.34×10kcal/h·m,以确保酸气这一经验规则适用于乙二醇水溶液浓度在50%的完全燃烧。火焰的突然熄灭常导致少量固体燃烧以下的水浴炉和纯水水浴炉,其平均热强度通常为产物的形成,若在烟囱的弯头处装个喷嘴可使固体227125kcal/h·m(最大)(1kcal/h=1.163W)。一物质的清除变得方便。2些厂商使用33906kcal/h·m的热强度,高的热强(3)火管的长度度可以减小炉子的传热面积,但会导致较高的烟囱假设炉子的长度等于炉子的面板至U型弯头中温度并降低热效率。心的距离,直径
4、为以英尺计算的火管内径,根据经验在计算热强度时,应采用加热炉实际操作时的L/D不应超过15,如果能很好地遵守上述长度和直热负荷。这通常有别于炉子设计的热负荷。径的测量方法,这一规则在应用于普通的间接加热(2)火管的直径———自然通风加热炉炉时能得到很好的效果。如果L/D超过15,加热炉横截面积热强度可随炉管直径的改变而稍有改2的热强度将难以达到27.125kcal/h·m,且由于炉2变,但通常的炉子都在3124806kcal/h·m(最大)子的阻力较大,使烟气不能及时地从燃烧区域中清左右。对于914
5、mm直径以上的火管,可采用3.91除掉。炉子会产生很大的噪音,火焰被闷在其产生62×10kcal/h·m,而150mm的火管,可采用2.34的烟气中很容易熄灭。然而在低热强度的情况下,62×10kcal/h·m,该值也受海拔高度的影响,在海平高的L/D值反而能提高炉子的热效率,尽管这不是面时增加10%,在海拔3043m时应减少20%。一种经济的提高热效率的方法。如果横截面积过小,将难以从炉中得到足够的如果L/D值很低,如5或更低,烟囱的温度会升热量,并需要较高的烟囱以克服由于火管直径小而2高,在保持
6、27.125kcal/h·m的热强度时热效率会产生的较大的烟气流动阻力及由此形成的抽力不大大降低,用于竖立式处理器上那种短而粗的加热足。火焰的稳定性变差,且容易造成熄火。如果横炉就是这种情况,它们的烟囱通常被烧得通红。截面积过大,火焰会上升到火管的顶部,导致火管下(4)烟囱的高度部传热不良。除非火管很长,热强度很低,否则烟囱假设加热炉的有关参数,如热强度、直径、L/D＊GaryH.Palmer,加拿大马龙尼工业有限公司负责工程监理的副总裁;1959年毕业于加拿大阿尔伯达大学获工科学士学位,是加拿大天
7、然气加工协会会员,阿尔伯达省注册专职工程师。马龙尼北京办事处电话:(010)64941301。传真:(010)64941309。·80·第22卷第1期天然气工业工程建设比值都符合上述三条经验法则的要求,对一个U型(2)二次风火管加热炉来说,烟囱的最小高度应为炉子长度的二次风在燃烧器的头部与燃料气和一次风的一75%。无论如何烟囱不应小于3m。次混合物开始混合。它们在燃烧器头部混合的程度该经验法则是基于炉子上安装有尺寸合适的波确定了火焰的温度以及在火焰区内热释放的强度。纹板铝质阻火器的假设上的,火焰捕集
8、器的压力降如果空气和燃料气的混合很完全,火焰的燃烧将很为1.3～1.8mm水柱。接近化学当量燃烧的强度,火焰温度高达1926℃左很多加热炉的烟囱很高,具有很强的抽力,因而右,这种火焰通常不适用于火管式加热炉,其原因有常吸入过多的过剩空气,特别在加热炉操作于较小二个:①在温度超过1093℃时,会有大量的氧氮化的热负荷时更是如此,这也是引起加热炉燃料效率合物产生,在1926℃的高温下,NO2的排放将成问低的主要原因之一。题,因此,要求低于1093℃时,才可不必担心这一问2
