浅谈相变加热炉在辽河油田的应用

【摘要】辽河油田油品性质多样，既有稀油、稠油，又有高凝油和天然气，是全国最大的稠油和高凝油开采基地。在生产过程中需要加热处理。由于相变加热炉具有安全性高、可靠性高、热效率高等特点，可在油田广泛应用。

【关键词】相变加热炉 热效率 加热 节能

目前，辽河油田曙光采油厂、锦州采油厂及沈阳采油厂部分联合站内原油加热设备为陶纤毡加热炉，该设备是管式加热炉，火焰通过炉管直接加热炉管中的原油，盘管易结焦，从而导致盘管温度过高烧穿。盘管内原油一旦发生渗漏，将产生严重的后果，安全隐患极大。

近年来，国家、地方政府对安全工作的要求越来越高，加之社会公众对企业安全生产的监督力度越来越大，安全事关个人的幸福安康和社会的和谐稳定。因此重点治理存在安全隐患的陶纤毡加热炉迫在眉睫。

针对辽河油田目前的生产开发运行情况，陶纤毡加热炉已不能较好的适应现阶段油田生产的需要，并且存在较大的安全隐患，将被逐步淘汰更换。通过近些年来辽河油田集输加热系统的实际应用经验来看，目前相变加热炉应用效果较好，因此，将辽河油田各联合站目前使用的共23台陶纤毡加热炉更换为相变加热炉。通过这次改造，大大提高了加热炉的效率，降低了生产成本及维修费用，，年节约燃料气454.89×10⁴m³/a，折合6050 吨标煤，效益十分可观。

本文针对相变加热炉的使用范围、工作原理、主要特点等进行阐述。

1 使用范围

相变加热炉在油田应用范围广泛，可以加热的介质有原油、水、油水混合物等，主要安装于油田的转油站、计量接转站、联合站和管输加热站。

2 工作原理

相变加热炉为火筒式间接加热炉，火筒置于壳体的下部，盘管置于壳体的上部。盘管采用经过实践检验的蛇形盘管，火筒采用U型火筒。火筒式间接加热炉制作完毕后，进行真空度处理，真空度为0.02MPa，实现相变换热，以提高热效率。

燃料油（气）从燃烧器喷出在炉胆内呈微正压燃烧，燃烧产生的高温烟气在炉胆内辐射换热，经回燃室进入烟管，最终经烟囱排入大气。受热产生的蒸汽与相变换热盘管进行换热，发生冷凝释放出大量的汽化潜热，加热换热盘管内的水或油，蒸汽冷凝在重力的作用下，自动回流到加热炉下部。

3 主要特点3.1 安全性高

相变加热炉采用了全自动燃烧器，实现了自动检漏、自动吹扫炉膛、自动点火、熄火保护等安全保护措施，完全消除了老式加热炉点火过程中存在的安全隐患，确保安全点火和运行。相变加热炉具有超压、排烟温度超温、高低水位保护等安全措施，一旦发生上述问题，燃烧器立即停止运行，自动切断燃料的供应，确保安全；排除故障后可以重新启动。在值班室安装了远程报警装置，一旦出现故障停机，会声光报警，同时可以根据相变加热炉的控制系统随时监控加热炉的运行状态。3.2 可靠性高

相变加热炉工作压力低，安全性高。炉体的密封性好，炉体内的介质为软化水，在运行中水分几乎无损失，很少补水；相变加热炉结垢极少，减少了因结垢引起的传热效率低、爆管、鼓包等问题的发生。

3.3 热效率高

相变加热炉采用全自动比例式调节燃烧器，严格控制过量空气系数，根据系统负荷的变化自动调整燃料量的多少，使燃烧器的热效率大于99%。

由于蒸汽冷凝换热系数高，因此相变加热炉的相变换热显著提高了传热效率。

同时对相变加热炉外表进行高质量的保温处理，可以抵御严寒和大雨的侵袭，减少了加热炉的热损失，进一步保证相变加热炉高效率的运行。3.4 便于维护

相变加热炉结构简单，顶部设有人孔，便于检查和维护。

3.5 占地面积小、外形美观。

蒸汽相变加热炉占地面积小，安装位置灵活，可在室内安装也可以安装于室外。炉体全部采用白钢板进行外包装，造型美观实用。

3.6 应用广泛

蒸汽相变加热炉的燃料可以是天然气、轻柴油、重油、原油甚至超稠油。

蒸汽相变加热炉可以加热水、油水混合物、原油、超稠油。

4 燃烧器

燃烧器具有自动检漏、预吹扫、自动点火、火焰检测、熄火保护等安全措施，可满足客户对运转可靠性、安装简易性、操作优良性、换用不同类型燃气方便性及低噪音等各方面的需求。

燃烧器为整装结构。所有调节燃料及空气装置的位置安排的清晰合理.并且易于维护与保养。通过铰接法兰，燃烧机可向左或右的打开，这样使得对燃烧头、稳焰盘、喷嘴及电极的保养工作可方便地进行。

5 存在问题

辽河油田冬天气温较低，由于加热炉效率高、排烟温度低，烟囱在冬季产生大量的冷凝水，冷凝水顺烟囱流到烟囱的根部及烟箱内，烟囱根部及烟箱内有一定的温度，随着时间的延长造成内部腐蚀。

6 结束语

稠油高凝油开采成本高、能耗大，节能成为降低开采成本的关键因素。同时，节能也是国家发展经济的一项长远战略方针。国家近年来提出的树立科学发展观、建设资源节约型和环境友好型社会等一系列新理念，为我国石油企业解决环境与资源约束指明了方向，全员的节能意识、资源意识、环境意识的不断增强，进一步搞好节能工作，是国家、股份公司的要求，也是社会的责任。在原油产量连续几十年稳步增长的基础上，我国石油工业正面临日益严峻的环境和资源约束，石油企业只有合理开发资源、善待环境，以资源的高效利用和循环利用为核心，走低投入、高产出，低消耗、高效率，可循环、少排放的新型企业成长道路，才能实现以尽可能少的投入取得尽可能多的产出，更是辽河油田公司实现节约降耗增效的必然选择。

作者简介

周丽洋，2008年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业。