2.长庆油田第一采气厂第二净化厂，陕西 西安 710000）
摘要：导热油炉是天然气净化中的常见加热设备，其设备效能对净化工艺将产生较大的影响。当前，部分导热油炉的设备耗能较大，且在运行过程中无法满足热效率、排放等层面的要求。对导热油炉进行改造，全面提升其性能成为多数净化企业提速增效的重要途径。本文就导热油炉的能耗成因分析进行研究，并对导热油炉提效改造方案及改造效果展开实践分析，将为天然气净化厂高效、安全的生产及导热油炉提效改造提供参考。
关键词：导热油炉；提效；改造
现阶段，我国经济社会发展开始步入深水区，资源压力和环境压力上行的背景下，对新兴能源需求的缺口逐步加大。天然气的高效储备和安全运输作为国家能源战略的重要环节，受到了广泛的关注。而在这一进程中天然气净化作为重要的环节节点，其工艺设备高效、安全运行将直接决定了产业的发展增速。导热油炉是天然气净化中的常见加热设备，能够为分子筛脱水和精馏等工艺环节提供热能。而不可忽视的是，导热油炉能源消耗大且在运行功率、达标排放等方面饱受诟病，部分导热油炉未能满足《锅炉节能技术监督管理规程》，在生产中出现排烟温度高、设备耗能大、作业负荷率和热效率不足等问题。如何合理地进行工艺改造，提升导热油炉的效率，是天然气企业在发展中亟待解决的一个问题。本文将以某天然气净化厂投入较早的一台4000KW的导热炉为例，是探索提升导热油炉效率的策略。
1.导热油炉的能耗成因分析
1.1 在对导热油炉运行参数的实测中发现，导热油炉的热损中排烟的占比较大，其排烟温度的实测值远高于设备的限定值，超过约40%左右（见表1）。排烟热损的有效控制将成为导热油炉改造的重要节点。
表1 天然气净化厂4000KW导热油炉能效测评结果
1.2导热油炉空气系数偏大也是造成其能效不高的重要成因。因该型号加热油炉未能配备烟气检测仪器，导致其在实际的作业过程中，对空气系数无法精准调控。当配风量调整不当将直接导致燃烧不充分，排放物不达标的情况。为应对这一问题，对空气系数的调校多设定在比限定值偏高的状态，而在这一策略下，虽有效使燃气能够充分燃烧，降低污染物的排放，却同时也造成了能源消耗的加大。
2.导热油炉提效改造方案
近年来，天然气生产企业从提效降耗的策略出发，对加热炉的改造进行了多个层面的实践研究，改造方式多样，且技术的实效性普遍较高。通过对这些方法的对比和选择，对这一台4000KW的导热炉的改造主要集中在以下几点：①一体化燃烧器更换为分体式燃烧器②增设空气预热器③增设鼓风机④优化控制系统⑤增加氧气检测仪器。在这一过程中，应注意对空气预热器和分体式燃烧器的合理改造。其中，根据相关标准，应将导热油炉的热效率值设定在91%，并以此为来设计空气预热器，新增的空气预热器可采用换热管式。分体式燃烧器可以选择热风型，在选择过程中要将法兰口径、输出功率等与原设备系统相匹配，不可以改变炉体结构的方式来进行燃烧器的改造，同时在这一进程中，也应将设备的电耗纳入调节范围，避免使用大功率电动机所带来的能耗浪费。
这些改造措施能够实现烟气余热的有效回收、提升加热炉的综合热线率、精细化控制系统、监测空气系数，进而实现燃气消耗上的节约。工艺系统中的循环泵、储油罐、膨胀罐及注油泵均可以继续使用。系统改造的主要原理是将加热炉燃烧后的余热进行回收预热助燃空气温度，可以在较大程度上提升空气入炉温度及受热效率，从而实现排烟温度的下行。同时，在这一进程中，通过在设备工艺系统中增设烟气氧气分析仪，可为空气系数的调控提供数据支点，从而将空气系数控制在合理区间，有效减少燃料过度消耗。这一改造作业的进程，应选择在天然气净化企业的设备停产检修期间进行。避免因停炉时间不当，而导致的大量天然气放空及液化气、轻烃产量上的经济损失。同时应充分地相应的准备工作，提前完成设备风机和空气预热器的安装及工艺烟道、风道的预制工作，以有效缩短整个的改造工期。
3.导热油炉提效改造的效果
在完成改造后，因增设了烟气的分析仪，实现了对烟气氧含量的有效调节，可以实现对加热炉整个燃烧过程的精准控制，有力地实现了天然气净化企业的高效率和低污染的生产要求。在这一过程中，可以通过对燃烧炉的多参数的调试，从而确保数据的准确性。这一多级负荷的运行数据表明，其各项参数达到标准要求（见表2），节能效果明显。
表2 天然气净化厂4000KW导热油炉改造后能效测评结果
经改造后，加热炉的天然气消耗量有所下降，燃烧性能得以提升，改造前日均消耗天然气5500d3，经改造后日均天然气消耗为5000d3，同时，在较大运行负荷下的评测显示，改造前日均消耗天然气7100d3，经改造后日均天然气消耗为6100d3，日均节约约1000d3，将每年为天然气企业节约部分运行成本。
综上所述，天然气净化厂的导热油炉提效是企业未来发展的重要指标。通过对导热炉所在问题的分析，针对性地提出了改造的方案，达成率较好的效果，导热效率可达到91.79%，且在这一过程中，也印证了导热炉烟气利用的可行性。净化企业在提升导热油炉设备硬件性能的同时，可以通过设备更新、工艺优化等辅助性措施，以有效共建导热油炉提效改造体系，进而为净化企业的高效、安全生产打下基础。
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论文作者:张毅1 刘伟2 唐善红2
论文发表刊物:《知识-力量》2019年8月23期
论文发表时间:2019/5/7
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