摘要：二合一加热炉是油田中转站普遍采用的加热设备，分为加热段和缓冲段两部分，两者之间用隔板分开。加热段的作用是加热，通过火管和烟管将燃料燃烧产生的热量，传给进入加热段的介质。现场生产中存在加热炉排烟温度过高、燃烧器空气系数不合理、加热炉低负荷运行的问题，增加能耗的同时污染环境，通过采用提高燃料质量降低排烟温度、加强运行管理避免低负荷运行、采用自动控制燃烧器控制空气系数等方法，达到了节约能源、保护环境、降低劳动强度的目的。
关键词：二合一；加热段；常见问题；分析处理
油田中转站普遍采用二合一加热炉作为加热设备，是加热、缓冲二个功能合二为一的设备，分为加热段和缓冲段两部分，两者之间用隔板分开。加热段的作用是加热，通过火管和烟管将燃料燃烧产生的热量，传给进入加热段的介质。缓冲段为外输泵平稳供液。
一、二合一加热炉现场应用情况
二合一加热炉一般用于含水油的加热分离，燃料燃烧产生的热量通过烟管、火管直接传递给壳体内的介质使之受热升温。来液首先通过进口管线进入炉体的加热段内，受热升温，当加热段内的介质液位超过隔板时，介质通过隔板上部进入缓冲段。缓冲段有足够的空间使介质在其中停留一定的时间，达到平稳液面、油水发生重力分离。油浮在水的上面，并通过防冲板与档板的上部空间，进入油出口，供给外输泵足够的液量。水通过挡板底部进入集水区，通过水出口进入掺水泵或污水泵，流出加热炉。
油出口的含水油通过外输泵输送到下一级脱水设备或站库，水出口的含油污水可以用于掺水流程、热洗流程、污水流程、伴热流程等。
二、二合一加热炉现场生产中存在的问题
1.加热炉排烟温度过高
在运行过程中，排烟温度过高，排烟热量损失较大，导致加热炉热效率降低。这通常是由于烟管内有大量烟灰未及量清理、燃烧器出现故障、燃料与空气配比不当等造成的，尤其是油田生产中常使用油田伴生湿气作为燃料，当湿气含甲烷含量低，含油量增加时，极易发生燃烧不充分状况，产生的烟灰过多之后，易导致排烟温度过高。
2.燃烧器空气系数不合理
在控制加热炉进气量时，进入炉膛的空气过多，导致烟气量增加，带走热量较多，金属容易氧化，耗气量增加，加热炉效率偏低。使用的燃烧器，采用人工点火，调节温度时，需要岗位员工开关燃气阀进行调节，当天然气压力变化时火力随着变化，要达到理想的温度，岗位工人需要多次反复的调节才能达到目标值。有时管线有水和轻质油时，就会熄火或引起爆炸，存在着安全隐患。由于采用人工手动调节阀门，手控制的温度不能达到要求，进行反复调整；火嘴灭了不能及时发现，劳动强度增加。由于反复的调试和火焰的随时变化，增加了燃气损耗，浪费了能源，增加了吨油成本；同时，还存在燃烧不完全、污染环境的问题。
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3.加热炉低负荷运行
二合一加热炉单台负荷一般为2000kW-4000kW，在运行过程中，由于偏流、夏季热负荷需求少、员工操作失误等原因，容易发生热负荷较低，相对于炉体的散热损失比例增大，热效率偏低。
三、改进措施
1.提高燃料质量降低排烟温度
在使用油田伴生湿气做燃料时，如果燃料气质量比较差，不但导致烟灰过大排烟温度高，还会导致燃烧器结焦，甚至在冬季易发生燃料气管线冻堵导致熄火事故。提高燃料气质量通常采用的做法有加装燃气净化器、干燥器等。由于近几年的环保要求，放空点向外排放的方法，需要增加回收流程，在二合一加热炉前排放大量的水和部分轻质油，保证燃料气的质量。同时定期进行清除火管、烟管内的灰尘，增加天然气压力调节阀等，保证其充分燃烧，达到降低排烟温度的目的。采用新技术，如在烟道上加装预热器或换热器，回收烟气余热，能有效地降低排烟温度，耗气量明显降低。
2.加强运行管理避免低负荷运行
为减少由于偏流、员工操作失误造成的低热负荷运行，定期进行热工测量，提高操作员工技能水平，合理制订设备运行计划，达到二合一加热炉运行参数保持在最佳状态，提高热效率，降低耗气量，提高设备使用寿命。
3.采用自动控制燃烧器控制空气系数
针对油田生产通常以油井伴生湿气为燃料的特点，生产现场普遍采用自动控制装置。一般由电控制箱、熄火保护、自动点火、自动调节空气比、自动调节火焰、自动检测漏气、火焰观察窗、燃烧头等组成。在工作过程中，系统根据燃气压力情况，温度控制信号，进行大小火自动切换，在切换过程中，自动匹配空气系数，减少控制过程中人为失误、技能水平引起的温度波动大、过剩空气系数不合理等问题，同时节约能源、保护环境、减少浪费、降低劳动强度。
由于采用自动控制燃烧器，在燃烧器出现问题停机时，通常在显示操作控制器上显示故障部位、故障原因（有的显示为故障代码，需要查表），便于操作人员根据显示的故障原因、部位进行及时处理，避免因燃烧器熄火引起二合一加热段温度低，导致重力沉降效果差，污水含油超标，引起输油、掺水、污水、热洗管线温度低，管线结垢结蜡，造成阻力增加，而引发一系列能耗增加，指标不达标的问题发生。
参考文献
[1]《油田油气集输设计技术手册》编写组.油田油气集输设计手册[M].北京:石油工业出版社,1995.
[2]中国石油天然气集团公司.集输工[M].北京:石油工业出版社,2019.
作者简介
于春波，大庆油田集输工技师，擅长生产应急处理、操作预案演练、员工培训等。
王敬伟，大庆油田集输技师 擅长处理离心泵故障与保养、联合站动态分析、员工岗位安全知识培训。
易九江，大庆油田热力司炉技师，擅长真空加热炉故障分析及处理、变频器故障分析、站内注水、污水实际操作培训等。
论文作者:于春波,王敬伟,易九江
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6