过剩空气系数时对原油加热炉热效率的影响

过剩空气系数时对原油加热炉热效率的影响 过剩空气系数时对原油加热炉热效率的影 响 第19卷第12期油气储运.51. 0,口0日 l!l 许康杨肖曦王弥康 —— (石油大学(山东)) 张健纪国庆李清方— 油管理局勘察设计研究院)厂?二声.驴/ 许康杨肖曦等:过剩空气系数对原油加热炉热效率的影响.油气储运,2000.19(12)51~53 摘要通过实际测试和理论分析过剩空气系数-9排烟热损失,气体币完全燃烧热损失及加 热炉热赦率的关系.讨论了过剩空气系数对原油加热炉热效率的影响,给出了过剩空气系数的最佳 范围.结台实践生产,介绍了加热炉送风自控系统的特点及应用价值. 主题词垦塑垄垫监皇墨盟堕主苎墨纽 一 , 加热炉送风系统存在的问题 原油加热炉是石油工业地面工程领域的一种重 要的加热设备,具有使用面广,使用量大的特点.全 国各油田有各种规格的原油加热炉约4×10多台, 原油加热炉的技术水平及装备状况直接影响到油田 地面工程建设的技术水平与经济效益. 目前.在胜利油田.一方面由于燃料的构成及热 负荷随季节的变化较大,加热炉燃烧所需空气量也 相应发生变化,但助燃风机必须按所需的最大风量 设计.另一方面,由于风机拖动系统频繁启动,助燃 风机的电机需要留有较大的余量,所以电机的很多 能量白白消耗在挡板节流上.原有加热炉送风控制 系统中的风量调节都是通过肉眼观察.凭经验手工 调节风机挡板的开度.这种作法使过剩空气系数得 不到有效准确地监控,普遍存在过剩空气系数过大, 热效率不高及气体燃烧不完全的问题. 二,过剩空气系数与加热炉 热效率的关系 很大的影响.:.对1750kW的加热炉使用天然气燃 料进行了实验测试.根据实验测试数据,整理绘制了 加热炉热效率,排烟热损失和气体不完全燃烧热损 失与过剩空气系数的关系曲线(见图1和图2)., 垦 蒜 腰 过剩空气系数 图1排烟热损失与过剩空气系数n关系曲线 注排蛔温度在150,】60(,下 曩 理3 蓁; 蛙 K-. 过剩空气系数 图2气体不完全燃烧热损失啦 在加热炉的实际运行中,燃料燃烧受热面的传与过剩空气系数关系曲线 热过程非常复杂.过剩空气系数的变化对加热炉的从图1可以看出,过剩空气系数越大,排烟容积 排烟热损失,化学不完全燃烧热损失和热效率都有就越大,排烟热损失q显着增大,大量热量随烟气 257o61山东省东营市泰山路149号;电话:(O546)8392307 油气储运2000年 排放至大气, 从图2可以看出,当过剩空气系数d在1.17, 1_7O范围内,燃料燃烧充分,气体不完全燃烧热损 失q;约为0;当口>1.7时,随着过剩空气系数d的 增大,气体不完全燃烧热损失q:逐渐增大主要原 因.一方面是由于过剩空气系数过大,炉膛温度下 降,当温度下降到800?以下时,烟气中的CO难 以完全燃烧,另一方面由于a越大,烟气在炉内的流 速加快,燃料在炉内未能充分燃烧就排出,使舶增 大;当a<1_17时,随着a的减少,燃料燃烧所需氧 量不足,造成了气体不完全燃烧热损失g的增加. 加热炉热效率可由以下公式计算求得: r/,=1一gz一叽(1) 式中q——排烟热损失; qa——不完全燃烧热损失; qs——散热损失. 散热热损失gs随加热炉工况变化不大,可认为 是一定值”,热效率的变化主要取决于g和q的变 化.从图3中可以看出,当过剩空气系数n>1.16 时,随着过剩空气系数a的增大,排烟热损失q增 大,热效率r/,大幅下降;当过剩空气系数口<1.16 时.虽然排烟热损失啦随过剩空气系数的下降而 下降,但是由于不完全燃烧热损失g.随过剩空气系 数n的下降而增大,使热效率r/,有下降的趋势. 哥 《 《 过捌空气系数 图3热效率与过剩空气系数a的关系曲线 由上述分析可知,过剩空气系数对加热炉热敛 率影响很大.只有将过剩空气系数控制在一个台理 的范围(n=1.10,1.30)内,才能使加热炉达到较高 的热效率. 三,改造后的控制系统 石油大学(山东)与胜利石油管理局勘察设计研 究院联合研制开发了原油加热炉送风自控系统,对 孤东三号联合站的加热炉实施了改造,实现了原油 加热炉送风优化控制. 改造后的控制系统由加热炉通风自控仪,氧化 锆氧气分析仪,变频调速器,镍铬一镍硅热电偶测温 仪等组成(见图4).其控制过程为,氧化锆氧气分析 仪及热电偶测温仪将测试讯号传给加热炉通风自控 仪,通过仪器中的软件,计算出排烟与大气温差,过 剩空气系数及排烟热损失,然后输出信号来控制变 频谓速器,由变频调速器调节电机频率0:和转速,使 风量与燃料量相匹配,将过剩空气系数控制在一个 最佳的范围内. 围4原油加热炉送风自控系统示意图 加热炉燃烧自控系统在孤东三号联合站5号 1750kW加热炉上进行了现场测试.改造前后对比 见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1. 裹1加热炉送风系统改造前后各参救的对比 通过以上数据可以看出,改造后加热炉燃油,燃气时的热效率分别提高了8.2和6.3.按半年 第19卷第12期油气储运 —— l安全消防lb{{{{.};{j 城市燃气管网安全运行综合技术 里_j\,/李鹤林T/(夕 , (中国石油天然气集团公司石油管材J’j学行为和环境行为重点实验室) 张平生冯耀荣:城市燃气管网安全运行综合技术,油气储运,2000.19(12)53,54. 摘要论述了开展城市燃气管网安奎运行综合技术研究的意义,对保 证管两安奎运行的关 键技术进行了综台介绍.面对城市管网安全运行的严重问题,建议应 尽快开展城市燃气管网安全运 行综合技术研究,尽快建立城市燃气管网安奎运行的综合技术系统 主题词笪整熬管网 州 一 ,问题的提出 塞全重盘技术 旃会艟丰子i 运行安全性的系统措施和科学的 管理体系 怎么建立质量管理体系环保管理体系it运维服务管理体系质量体系程序文件项目安全生产管理体系 . 随着城市建设的发展和人口密度的增加,城市 管网,尤其是燃气管网的安全运行问题日益突出.城 市燃气管道的泄据或爆裂事故往往会给城市居民的 生命和财产带来巨大的损失,危害人身健康和生态 环境,给社会造成深远的不良影响,所以世界各国均 在积极广泛地进行城市管网安全运行技术的研究. 城市管网安全运行所面临的主要问题如下. (1)长期运行使管网老化.例如腐蚀,氢致开裂, 疲劳等损伤引起的管道泄漏或爆裂 (2)对管网的老化状况缺乏全面_r解,缺少提高 (3)城市建设施工使管道受到外来的机械损伤 例如由于对埋地管道情况不明,施工中机械直接破 坏了管道,甚至引起重大事故. (4)在新建管网规划中很少考虑应用最先进的 安全技术,不能适应长远发展的更高需求 (5)缺少先进的泄漏探测和堵据技术.例如西安 1998年发生的”3.5液化石油气站特大爆炸事故”, 如果有先进的泄漏探测和堵漏技术,是完全可以避 免的. (6)管理人员的安全意识和技术素质亟待提高. 面对城市管网安全运行的严重问题,应尽快开 展城市燃气管网安全运行综合技术研究,建立城市 (3500h)燃油,半年燃气情况计算,节约燃料折合 标准燃料油约111.5t/a,燃油按1000元/t计算, 可节约资金11.15×10元/a;燃气时可节约电能 73.73,燃油时可节约电能44.8;按电机实际 功率7.5kW计算,每台加热炉节约电量31l14 (kW?h)/a,电价按0.4元计算,年节约电费为 l2445.6元.两项合计,年节约资金约为12.39× 10元.一套原油加热炉送风自动控制系统投资为 3.5×10元,3个半月即可回收全部投资. 原油加热炉送风自动控制系统的使用效果较 好,可自动将过剩空气系数控制在最佳范围,提高了 *838202,新疆都善火车站镇86号信箱;电话:(0995)837~’65od028 原油加热炉热效率.原油加热炉安装该系统后,可太 幅度提高运行效率,采用变频调控可太大降低动力 费用.该系统可推广使用于燃油或燃气的各类工业 锅炉装置 参考文献 林宗虎:锅炉测试,中国计量出版社(北京).1996. 王文字等:供热能耗与供热锅炉空气过藕系数的关系.热能动力 工程,1999(5) 盒以慧:过程控射,清华太学出版社(北京),1991. (修改稿收到日期:2000-08—18) 螭辑:张彦教