北I-1直热式加热炉全自动燃烧器系统改造 |
| 2013-07-29 10:52 作者：崔继萍 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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随着我国能源缺口的日益增大，大庆油田4000万吨稳产已是我们当前工作中的首要目标。虽然在大庆油田中我公司的生产装置自动化水平处于领先地位，但是在原稳站中加热炉的燃烧效率和控制水平仍不理想。根据个人多年来相关行业工作经验，并结合庆仪公司对加热炉的系统改造实例，先对加热炉原加热装置存在的问题进行分析，继而对直热式加热炉全自动燃烧系统的功能及特点进行详细探讨，再对现场应用情况进行简单概述，希望可以起到抛砖引玉的作用，在推动油田不断向前发展的同时，为我国经济的可持续发展增添新的动力。
0前言
虽然我天燃气分公司生产的装置自动化程度很高，但是也在一定的地方存在着不足，因此，在2006年就曾对加热炉燃烧器及部分配套管线进行过系统改造，通过安装QY-1-B-1.9型全自动燃烧器来实现电路前的一系列自动控制、连锁停机以及熄火保护等工作。经过一段时间的使用，收到了操作人员的广泛好评。由于原稳站加热炉在原稳油料的加热工作，对于原稳工作的正常进行起到了至关重要的作用。因此保证加热炉长期、安全、稳定的运行是我们现阶段的工作目标，决定着能否顺利完成上级下达的生产任务，因此，需要对原有加热炉存在的问题以及其系统改造工作进行论述。下面是笔者个人的一些观点，如有不正之处，希望大家给予批评指正。
1直热式加热炉原加热装置存在问题
1.1安全问题
1）人工点火、安全系数低；
2）没有预吹扫，点炉时易发生爆燃；
3）没有熄火自动保护装置，火焰突然熄灭时，易引起爆炉事故。
1.2节能、环保问题
1）火焰短，与炉膛形状不匹配，造成油管受热面积小，加热周期长，浪费能源；
2）燃气靠经验调节，精度低，燃烧效率只有94%左右，浪费能源，污染空气。
2直热式加热炉全自动燃烧系统的功能及特点
2.1产品性能指标
输出功率：100-1000KW；
燃气压力：0.01-0.4MPa；
电源：控制系统：220VAC10%50Hz；风机：380VAC；
燃烧介质：天然气、油田伴生气、煤气等；
燃烧效率：全程≥99.9%；
联锁保护停机条件：火焰熄灭、风压低、温度超高。
2.2直热式加热炉全自动燃烧器的主要特点
2.2.1安全方面
1）装置带有自动点火功能，降低了人员操作的危险性；
2）由于该自动燃烧系统带有自动吹扫的功能，可以在点火前将加热炉炉膛内部的残留气体排除，避免了点火时发生爆燃的现象；
3）精确对火焰进行检测；
4）系统会在停电的时候，自动切断燃气供应；
5）系统配有可靠的熄火自动保护装置，确保火焰熄灭时，切断燃料气供应，有效预防爆炉事故的发生。
2.2.2节能、环保方面
1）改造后的全自动燃烧系统配有专门适合直热式加热炉的燃烧头，保证了火焰形状，增加了油管的受热面积，从而节约能源。
2）实现全范围风和燃料气的自动优化配比，调节精度高，
3）燃烧效率达到99.9%以上
4）烟气排放符合国家环保标准。
5）自动调节火焰大小控制被加热原油的温度，使原油温度保持恒定，确保轻烃产量。
2.2.3操控方面
控制室内柜及现场箱均可对燃烧器进行控制，控制方案如下：8台燃烧器既可单独启停，也可统一启停。
1）单独启动：按下单独的启动按钮，单台燃烧器按预定程序进行点火启动，此台点火成功后，可按另外几台的启动按钮，进行点火。在启动第一台燃烧器前，使用风机吹扫5分钟，如有风机故障，吹扫结束并报警，点火程序中止。
2）统一启动：按下“总启”按钮，按照1#-8#顺序依次启动八台燃烧器，当1#燃烧器点火失败，启动风机吹扫，点火程序中止；当2#-8#中某一燃烧器点火失败，操作人员需察看现场，并在触屏上对此事件进行确认，程序才可进行下一台燃烧器的点火程序，总启结束后，操作人员可对未点燃的燃烧器进行单独启动。
燃烧器正常燃烧后，可由操作人员在触屏上进行手动调节，或根据原油出口温度进行自动调节。
3）停止：燃烧器正常燃烧后，可按下单台燃烧器的“停止”按钮，停下本台燃烧器；或按下“总停”按钮，八台燃烧器同时停止。
在燃烧器正常运行时，会通过智能控制器对整个过程进行控制，在每次启动之前，先进行5分钟的吹扫，避免残余气体引起爆燃，结束后系统会自动进行电打火并控制风量。在这一过程中，会自动检测火焰信号，并启动联锁保护，还可以根据对被加热介质的温度以及火焰的大小进行调控，在燃气效率低下的时候，可以通过调节燃气和缝的配比，来提高燃烧效率。一旦燃烧系统发生温度过高、风压低以及火焰熄灭等情况，系统会通过智能控制器进行连锁停机，保证人员和设备的安全。
3现场应用情况
燃气燃烧器于2006年9月8日提前投入运行。投产期间，被加热原油温度在110-140℃之间进行试运。低负荷时温度为110℃，此时还可单独停下几台燃烧器，可使温度进一步降低，高负荷提到140℃时，为了防止原油过热，负荷未继续提高，此时气阀开度为23%，风阀开度为24%。燃气瞬时流量537m3/h，我们的燃烧器在设计时，充分考虑用户的长远利益，单台燃烧器的最大流量可达到160m3/h以上，八台可达到1300m3/h左右。在现场，我们对加热炉的烟气含量、耗气量进行了检测、记录，具体数据如下：
烟气含量测试结果
气阀 风阀 CO含量（PPm） CO2含量% O2含量% NOx（PPm）
10 11 45 8.9 3.5 1.1
11 12 44 9.2 3.4 1.0
12 13 47 9.1 3.4 0.8
13 14 42 9.2 3.4 0.4
14 15 37 9.1 3.5 0.1
15 16 35 9.2 3.4 0.0
16 17 39 9.2 3.5 0.0
17 18 39 9.2 3.5 0.0
改造前、后耗气量对比
加热温度 原燃烧器耗气量m³/h 新燃烧器耗气量m³/h
130℃ 354 334
135℃ 432 298
我们对改造后的全自动燃烧系统耗气量进行了跟踪记录，并与去年同期耗气量进行了对照，在相同条件下，改造后的全自动燃烧系统平均节约燃气5%左右，按照北I-1原稳站加热炉日耗气量9000m³计算，年节约燃气164000m³左右。
4结论
综上所述，通过对现阶段加热炉存在的问题以及直热式加热炉全自动燃烧系统的功能及特点的分析，我们发现不仅要针对性的对加热炉进行改造，还要通过科学管理、合理的操作才能够保证加热炉全自动燃烧系统的安全、平稳运行，继而为油田稳产工作提供帮助，才能推动我国经济的可持续发展。
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