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輸油站熱媒爐的應(yīng)用與效果評價

文檔作者：馬勇王萌何毅張江文檔來源：長慶科技工程有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 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)用與效果評價
馬勇， 王萌，何毅， 張江
(長慶科技工程有限責(zé)任公司， 陜西西安71 001 8)
[摘要]熱媒爐以煤、原油和可燃氣體為燃料，導(dǎo)熱油為載體，利用導(dǎo)熱油循環(huán)泵強制導(dǎo)熱油循環(huán)，將熱能傳遞給換熱設(shè)
備進行換熱。與普通加熱爐相比，熱媒爐具有自動化程度高、熱效率高、環(huán)境污染低、安全系數(shù)高、運行費用低等特點。
本文重點介紹了熱媒爐在輸油場站的應(yīng)用，對應(yīng)用情況進行了效果評價。
[關(guān)鍵詞]熱媒爐；輸油站；現(xiàn)場應(yīng)用；效果評價
靖惠輸油管線油房莊站2003年8月建站投產(chǎn)時
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，該系統(tǒng)
具有自動化程度高、熱效率高、環(huán)境污染低、安
全系數(shù)高、運行費用低等特點，較好的滿足了原
油和水對不同溫度的需求， 確保了該站輸油生產(chǎn)
平穩(wěn)有序運行。
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、原油或可燃氣體作為燃料，
通過燃燒器點燃后在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，熱量
通過爐管以對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)動下通過加熱爐出口進
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
臺臥式有機熱載體加熱爐(額定熱負荷3500kW，
設(shè)計熱效率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臺德國
威索燃油式機械霧化燃燒器； (3)3臺外輸換熱
器，1臺采暖換熱器； (4)3臺導(dǎo)熱油循環(huán)泵(兩
用一備)； (5)1臺空氣壓縮機； (6)2具40m
燃油罐； (7)1座氮氣儲罐； (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)主要由自動控制系統(tǒng)、熱媒循環(huán)
系統(tǒng)、氮氣保護系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、供回油系統(tǒng)五
個子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)相互配合，實現(xiàn)熱媒爐
系統(tǒng)的整體功能 ]。
(1) 自動控制系統(tǒng)由電器控制柜、檢測傳
感儀表組成，其功能是對導(dǎo)熱油進出爐溫度、排
煙溫度、熱負荷等熱媒爐運行情況及故障進行檢
測，并自動調(diào)整火焰大小，使熱媒爐在正常T況
下運行。
(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)過熱
媒爐獲取熱量后經(jīng)過循環(huán)工藝管網(wǎng)到換熱器與原
油、水進行熱量交換，再經(jīng)熱媒循環(huán)泵加壓后進
入熱媒爐再次加熱，為外界不斷提供熱量。
(3)氮氣保護系統(tǒng)包括氮氣儲罐及附屬自控
系統(tǒng)。其功能用于熱煤膨脹罐氮氣覆蓋，防止熱
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作者簡介：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)計工作。
第9期 馬勇等輸油站熱媒爐的應(yīng)用與效果評價 ．43．
媒接觸空氣氧化。同時，當(dāng)爐膛出現(xiàn)介質(zhì)泄漏著
火后，氮氣系統(tǒng)自動向爐膛噴射氮氣起到滅火作
用。
(4)燃燒系統(tǒng)由燃燒器、電加熱器、燃油增
壓泵、助燃風(fēng)機組成。其功能是燃料油經(jīng)過燃油
增壓泵增壓、電加熱器預(yù)熱后，再與助燃風(fēng)機提
供的空氣以一定的風(fēng)油比進入燃燒器燃燒， 為導(dǎo)
熱油提供熱量。
(5)供回油系統(tǒng)由儲油罐、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)特點分析
2．2．1工藝設(shè)計先進，熱效率較高
該熱媒爐結(jié)構(gòu)設(shè)計為微正壓工作方式， 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)鳠釓姸容^大，熱能利用率較高。加熱爐
在對流室設(shè)置了列管式空氣預(yù)熱器，煙氣經(jīng)過空
氣預(yù)熱器后，使煙氣溫度進一步降低，減少了排
煙帶來的熱量損失。同時， 為適應(yīng)燃燒原油的要
求， 在對流段側(cè)門上安裝了4臺吹灰器， 由PLC
編程控制器控制吹灰器，定時向?qū)α魇覔Q熱面進
行吹灰作業(yè)， 防止對流爐管積灰影響加熱爐熱效
率。
2．2．2自動化程度高，操作簡單方便
該熱媒爐的主要儀表及控制器件包括導(dǎo)熱油
進出爐溫度和燃燒器燃油溫度檢測，變送裝置以
及溫度控制器，主要顯示PV導(dǎo)熱油出爐實際溫度
和SV設(shè)定工作溫度。全自動溫度控制實現(xiàn)了導(dǎo)熱
油溫度的設(shè)定、檢測和自動控制功能。當(dāng)導(dǎo)熱油
溫度達到導(dǎo)熱油高溫斷路器設(shè)定的溫度后， 自控
系統(tǒng)自動切斷燃油供應(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， 自控系統(tǒng)自動進行
爐膛吹掃，燃油升溫加壓， 點火啟爐。
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)機吸入的大部分空氣通過對流室上
部的列管式空氣預(yù)熱器預(yù)熱后， 被強制送入配風(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)機強制輸送給燃燒器，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，其物理特性遠高
于原油，在正常生產(chǎn)條件下，不會出現(xiàn)爐管局部
過熱和結(jié)焦現(xiàn)象，保證了運行安全。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，
不會對設(shè)備造成損害。同時，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，當(dāng)爐膛內(nèi)
意外著火時，可從滅火介質(zhì)入口處噴入惰性氣
體，置換爐內(nèi)可燃氣體，隔絕爐膛進入空氣，實
現(xiàn)爐內(nèi)滅火。當(dāng)點火或運行不正常時，加熱爐爐
膛內(nèi)可能發(fā)生瞬時壓力過高的現(xiàn)象，此時防爆門
將自動開啟泄壓，避免爐內(nèi)高壓對爐體破壞。
3現(xiàn)場應(yīng)用效果
3．1熱效率分析
用正平衡法[2 計算熱媒爐系統(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)定時間內(nèi)燃料釋
放的熱量相比較的方法計算系統(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為時間段，每月隨機抽取5次，共計采
集25組數(shù)據(jù)，統(tǒng)計計算出平均值，如表1所示。
表l 熱媒爐系統(tǒng)運行參數(shù)統(tǒng)計表
采集時間 原油進換熱器 原油出換熱器 耗油量(m ) 原油外輸量 水進入換熱器 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
油進出換熱器平均溫升， ℃ ； △T：一水進出換熱
器平均溫升， ℃；
熱媒爐系統(tǒng)輸入的總能量Q，，計算公式為：
Qr=HrI (2)
式中：Hr一-熱媒爐總?cè)加土浚?；I一原油平

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