油田加热设备的换代产品真空相变高效加热炉
摘 要 随着油田开采技术的发展，真空相变高效加热炉技术的进步及油田公司节能减排的要求，真空相变高效加热炉以节能、环保、安全、自动化程度高、适应工况能力强、操作简便等诸多优点广泛应用于各大油田，作为换热设备的新兴产品，将以其诸多的优点逐步替代其他加热设备。
关键词 真空相变高效加热炉；自动化；安全；加热设备；节能
中图分类号：TE938 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）051-139-01
1 真空相变高效加热炉的工作原理
真空相变高效加热炉采用干燥天然气为燃料，燃烧器将燃料在火筒内充分燃烧产生热量，热量经加热炉火筒（辐射受热面）及烟管（对流受热面）传递给锅壳内中间液相热载体--水，水受热沸腾由液相变为气相热载体--水蒸气，水蒸气逐步充满炉体的气相空间，由于盘管内被加热介质及管壁温度低于蒸汽温度，水蒸气以自然对流换热的方式将热量传递给用热工质（油、天然气或水），冷凝后的水在重力作用下落回水空间，如此循环往复，实现了相变换热过程，从而将燃烧产生的热量，间接传给用热工质，实现加热的目的，在设计过程中采用特有的排气方法使加热炉内形成高纯度气相空间，以保证真空相变高效加热炉高效率运行。
2 真空相变高效加热炉种类及应用情况
2.1 真空相变高效加热炉种类
目前大庆油田产能建设规划及在用真空相变高效加热炉主要种类见表1。
通过表1分析，目前油田在用加热炉从被加热介质种类可以分为四大类，从类别上可以分为八类。根据近几年设计统计，目前大范围推广并应用于油田上的主要有：脱水炉、外输炉、采暖炉、热洗炉、天然气加热炉及掺水炉。
2.2 真空相变高效加热炉应用情况
目前具有设计及生产真空相变高效加热炉能力的主要厂家有大庆油田装备制造公司、宁夏三新、北京碧海舟、山东骏马、青岛青义等单位。据不完全统计，截至2010年底，真空相变高效加热炉产品在国内各大油田推广应用约2500台，其中大庆油田应用约1000台。
今年由中国石油天然气集团公司节能技术检测评价中心，对大庆油田采油一厂某站内的2#炉（1200 kW）、3#炉（750 kW）加热炉进行能效测试，热效率测试结果为2#炉（1200 kW）为89.65%、3#炉（750 kW）为88.43%，两台加热炉能效达到中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布的GB 24848-2010《石油工业用加热炉能效限定值及能效等级》中规定的燃气加热炉能效1级水平。
经过调查，真空相变高效加热炉已经在全国各大油田广泛使用，需求量呈增长趋势；其他加热设备需求量日趋下落。
3 真空相变高效加热炉的发展趋势
3.1 能效对比情况（见表2）
通过表2对比，可以看出真空相变高效加热炉与其他加热设备投产初期能效高出5%百分点左右，投产一年后均未进行清洗处理能效高出10%-16%个百分点。以大庆油田某站1200 kW加热炉为例，其他加热设备耗气量为185 m3/h，而真空相变高效加热炉耗气量为125 m3/h，真空相变高效加热炉在节能这一点上比其他加热设备一年至少节约20000 m3，从热效率及节能上真空相变高效加热炉已经处于领先水平。
3.2 控制水平及安全情况
1）其他加热设备采用火嘴式燃烧器，人工点火，自动化程度低，无操作间，现场电源及燃烧器裸露在室外，使用现场安全无法保障。
2）真空相变高效加热炉采用全自动燃烧器，异地控制，自动化程度高。
控制柜带有触摸屏，可通过调整参数来控制加热炉现场运行，并通过触摸屏了解加热炉现场运行情况。加热炉控制系统监测炉体的模拟量参数有：盘管进口温度、盘管出口温度、炉体水位、炉体压力、炉体温度、烧火间燃气泄漏浓度；监测燃烧器的数字量参数有：火焰信号、程控器报警信号。报警保护有：锅筒温度超高报警、锅筒压力超高报警、烧火间燃气浓度超高报警、锅筒水位超低报警以及燃烧器上程控器报警。停炉信号有：锅筒压力超高、烧火间燃气浓度超高、锅筒水位超低、以及燃烧器上程控器报警。通过一些列措施保证加热炉正常运行，可避免干烧、超压、超温、漏气等问题发生。
通过以上比对分析及调查，真空相变高效加热炉作为新兴加热设备，以热效率高、安全、节能、环保、故障率低、适应工况能力强、自动化程度高、操作简便等诸多优点，被广泛推广使用，并得到用户的好评及信赖。
4 结束语
随着科学技术的进步、采油技术的发展及真空相变高效加热炉技术的升级，真空相变高效加热炉作为新兴加热设备以其诸多的优点，必将成为其他加热设备替代产品。
参考文献
[1]赵钦新，惠世恩.燃油燃气锅炉[M].西安：西安交通大学出版社，2000.
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