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加熱爐燃油改燃?xì)庠谟吞镏械膽?yīng)用

文檔作者：王文江文檔來源：新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月16日
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2012年第l期
(總第352期)
節(jié)能
ENERGY CONSERVATl0N 一69一
加熱爐燃油改燃?xì)庠谟吞镏械膽?yīng)用
王文江
(新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院(有限公司)，新疆克拉瑪依834000)
摘要：針對在新疆油田已運(yùn)行多年的燃油加熱爐改造成燃?xì)獾墓こ蹋榻B改造實(shí)施過程及改造前后經(jīng)
濟(jì)效益對比、環(huán)境污染程度的變化等，提出該改造工藝推廣的應(yīng)用建議。
關(guān)鍵詞：加熱爐；燃油；燃?xì)猓画h(huán)保；經(jīng)濟(jì)
中圖分類號：哪32．3+4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1004—7948(2012)0l一0069—04
doi：103969／j．issn．1004—7948．2012．01．叭8
引言
為保證原油輸送中油品流動性，需消耗大量的
熱能對原油進(jìn)行加熱升溫。為降低熱能消耗，提高
熱能利用率，將加熱爐由燃油改為燃?xì)馐且环N有效
手段。
新疆油田公司站庫有很多燃油加熱設(shè)備，若能
改造為燃?xì)饧訜嵩O(shè)備，將在提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保
護(hù)方面取得較好的效益。隨著準(zhǔn)噶爾盆地天然氣
環(huán)網(wǎng)的建立，許多泵站具備了使用天然氣作為燃料
的條件，可將原油加熱爐的燃料由燃油改為燃?xì)狻?
來氣分離調(diào)壓計(jì)量后進(jìn)入燃燒器，其典型工藝流程
如圖1所示。
除液器
1工藝計(jì)算
圖1典型工藝流程圖
加熱爐
1．1燃?xì)饬看_定
單臺2500kw加熱爐滿負(fù)荷工作時(shí)氣量計(jì)算
結(jié)果為：天然氣低發(fā)熱值35649kJ／m3，加熱爐熱負(fù)
荷2500kw，加熱爐熱效率O．80／％，加熱爐用氣量
8000m3／d。
1．2主要設(shè)備及功能
1)分離設(shè)備。
為了保證輸氣管道氣體的氣質(zhì)要求，在站內(nèi)設(shè)
置分離裝置，選用立式分離器，分離從上游管線攜
帶的游離水、殘留的液烴及粉塵。用保證同等分離
效率的流量范圍(40％～120％)×設(shè)計(jì)流量，分離
器參數(shù)表如表1所示。
表1分離器計(jì)算
操作參數(shù)低壓氣
設(shè)計(jì)壓力／MPa
設(shè)計(jì)流量／×104m3·d。1
設(shè)計(jì)溫度／℃
選用設(shè)備數(shù)量／臺
操作壓力范圍／MPa(G)
分離固體粒度／“m
分離液體粒度／斗m
外形
安裝環(huán)境
分離精度要求壓力降控制在o．02MPa以內(nèi)；
分離固體與液體顆粒的效率同時(shí)達(dá)到99％，且不
允許出現(xiàn)液體夾帶、卷吸、抽吸、二次破碎現(xiàn)象；分
離固體粒度≥10“m；分離液體粒度≥20斗m。
2)調(diào)壓與計(jì)量。
a．調(diào)壓。
輸入干線的連接點(diǎn)應(yīng)保持穩(wěn)定的輸入壓力，并
規(guī)定其波動范圍，以利于對干線輸送的控制。故在
站內(nèi)設(shè)置調(diào)壓裝置，對進(jìn)入輸氣管線的氣體進(jìn)行壓
力調(diào)節(jié)，選用自立式調(diào)壓閥。
b．計(jì)量。
站內(nèi)用天然氣計(jì)量子系統(tǒng)采用智能旋進(jìn)流量
計(jì)，該流量計(jì)集壓力、溫度、流量傳感器及流量積算
0，
一
雌¨：州mo，加，拭式斟外
萬方數(shù)據(jù)
節(jié)能
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2012年第1期
(總第352期)
儀于一體，可對被測氣體進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子
進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，達(dá)到精確計(jì)量的目的。
3)氣體燃燒器。
燃燒器采用進(jìn)口全自動比例調(diào)節(jié)燃?xì)馊紵鳎?
其具備以下優(yōu)點(diǎn)：
a．燃燒系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)程序點(diǎn)火和切斷，具有
燃?xì)鈮毫Φ汀⑷細(xì)鈮毫Ω摺⒒鹧鏅z測、鼓風(fēng)壓力低等
多項(xiàng)安全聯(lián)鎖保護(hù)功能，使整個(gè)系統(tǒng)安全可靠。
b．燃燒器采用前混合燃燒方式，燃燒時(shí)萬一
熄火，火焰檢測器立即動作，阻斷燃?xì)猓^而燃燒停
止。
c．燃燒系統(tǒng)應(yīng)該匹配燃燒器控制系統(tǒng)，并能
結(jié)合氧量分析系統(tǒng)精確地對燃燒狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)
到最佳燃燒工況。
d．燃料氣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)燃料氣的穩(wěn)壓、調(diào)節(jié)、計(jì)
量等功能。
e．燃燒器的輸出功率應(yīng)具有自動調(diào)節(jié)功能，
根據(jù)原油的加熱溫度自動調(diào)節(jié)燃燒器輸出功率。
￡風(fēng)機(jī)為燃燒器提供助燃空氣，并在點(diǎn)爐前
對爐膛進(jìn)行程序吹掃。
4)安全設(shè)施。
該工程新增設(shè)備、裝置均為露天布置，在分離
器區(qū)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測變送器，進(jìn)行可燃?xì)怏w檢
測。
1．3工藝特點(diǎn)
1)安全、可靠。
站內(nèi)設(shè)置儀表及站控系統(tǒng)，站控系統(tǒng)由PLc
與操作站組成，操作站為標(biāo)準(zhǔn)PC，監(jiān)控軟件為
Espider 6．5。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集并上傳及管道儲運(yùn)、輸
送生產(chǎn)控制、監(jiān)測、管理一體化。
站內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)，建有通道。
站控系統(tǒng)具有(不限于)以下主要的監(jiān)測功
能：接受和執(zhí)行控制中心的控制命令，并可獨(dú)立完
成本站測控任務(wù)；過程變量的巡回檢測及數(shù)據(jù)處
理；天然氣流量計(jì)量管理；上傳經(jīng)選擇的數(shù)據(jù)及報(bào)
警信息；顯示站運(yùn)行狀態(tài)、工藝流程、動態(tài)數(shù)據(jù)，并
可報(bào)警、存儲、記錄、打印。
2)環(huán)保。
該工程實(shí)施后，加熱爐燃燒器將由燃油改為燃
氣。原油燃燒產(chǎn)生大量的so：、NOX、cO，天然氣
燃燒的主要產(chǎn)物是H：O和CO：，只有少量的硫化
物及氮化物，污染較小。按各站加熱克拉瑪依原油
的運(yùn)行狀況，分別以原油和天然氣為燃料計(jì)算燃料
燃燒排放大氣污染物，具體如表2所示。
表2燃料燃燒排放大氣主要污染物物料衡算表蠔
由表2可以看出，以天然氣為燃料比原油為燃
料燃燒排放大氣污染物大大減少了。
3)節(jié)能。
與燃油燃燒器相比，相同功率的燃?xì)馊紵鞯?
效率約高2％～3％。單臺2500kw加熱爐燃?xì)赓M(fèi)
用為40．22萬元／a，燃油費(fèi)用為121．75萬形a，燃
氣比燃油每年約節(jié)省81．53萬元，符合新疆油田公
司挖潛增效，節(jié)約能源，提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)
效益的方針政策。
2施工要求
燃?xì)馊紵鞒善吩O(shè)備由廠家提供，一般配套提
供供貨商的供貨范圍，包括如下內(nèi)容。
1)燃?xì)?油)燃燒器及燃料供給系統(tǒng)：包括自
動比例調(diào)節(jié)式燃?xì)?油)燃燒器、風(fēng)機(jī)、燃燒器燒火
口耐火磚、點(diǎn)火裝置、火焰探測器、控制盤、電磁閥、
調(diào)(穩(wěn))壓閥、燃料氣(油)壓力指示儀表等。
2)配套的儀表、閥門、管線等。
3)供貨方應(yīng)提供符合技術(shù)協(xié)議和合同要求的
設(shè)備，設(shè)備到貨后由業(yè)主負(fù)責(zé)所有設(shè)備的安裝，供
貨方免費(fèi)提供現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。
4)供貨方應(yīng)提供安裝、維修燃燒器所需的專
用工具。
因此，建設(shè)方只要做好以下相關(guān)配套的施工工
作即可。
2．1閥門檢驗(yàn)、安裝
所有閥門抵達(dá)現(xiàn)場后要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行檢
驗(yàn)；所有設(shè)備抵達(dá)現(xiàn)場后，嚴(yán)格按設(shè)備制造圖紙核
對尺寸及附件，若發(fā)現(xiàn)損傷和缺少部件應(yīng)及時(shí)與廠
家聯(lián)系退換。
閥門配對法蘭、螺栓螺母、墊片均由生產(chǎn)廠家
自帶，配對法蘭、螺栓螺母、墊片要求如下：
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節(jié)能
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1)閥門所配法蘭為帶頸對焊法蘭，HG／T
20592—2009。
2)螺栓采用全螺紋螺柱，HG／T 20610—2009。
3)墊片采用金屬纏繞式墊片，HG／T 20613—
2009。
2．2設(shè)備安裝要求
流量計(jì)及除塵分離器按照質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)
中的有關(guān)規(guī)定就位安裝。
2．3管道材料檢驗(yàn)、安裝
站內(nèi)管線采用20號無縫鋼管，鋼管的制造標(biāo)
準(zhǔn)及訂貨要求按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。管件制造標(biāo)準(zhǔn)及
訂貨要求按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
1)對使用的材料在安裝前應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行
檢驗(yàn)，其性能應(yīng)符合要求。
2)站內(nèi)管道安裝嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行施工驗(yàn)收。
3)管道連接應(yīng)在自然狀態(tài)下進(jìn)行，不得強(qiáng)迫
對應(yīng)，管道焊接處必須按規(guī)定進(jìn)行坡口加工。
4)在組焊前，應(yīng)對站內(nèi)管道管內(nèi)、管端進(jìn)行清
理，應(yīng)達(dá)到管內(nèi)無砂、無塵，同時(shí)應(yīng)對坡口及其內(nèi)表
面用手工或機(jī)械進(jìn)行清理，清除管道邊緣100mm
范圍內(nèi)的油、漆、銹、毛刺等污物。
5)焊接施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)連接件的材質(zhì)，先進(jìn)行
試焊以選擇適當(dāng)?shù)暮笚l。
6)管道組焊過程中，若有下列情況之一的，如
雨天、雪天、風(fēng)速大于等于8彬s，相對濕度大于
90％，環(huán)境溫度低于一20℃(不采取措施)，均應(yīng)禁
止施焊。
7)管道對接焊縫位置的要求：
a．相鄰的對接焊縫距離不得小于150mm；
b．管道對接焊縫距離支吊架不得小于50mm，
需要熱處理的焊縫距離支吊架不得小于300mm；
c．管道對接焊縫距離彎管起點(diǎn)不得小于
100mm，且不宜小于管子外徑。
8)工藝管道上使用的彎頭應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)訂貨，
必須采用直口組對焊。
9)施焊時(shí)嚴(yán)禁在坡口以外的管壁上引弧；焊
機(jī)地線應(yīng)有可靠的連接方式，以防止和避免地線與
管壁之間產(chǎn)生電弧而燒傷管材。
10)預(yù)制好的防腐管段，焊前應(yīng)對管端防腐層
采用有效的保護(hù)措施，以防電弧灼傷。
2．4鋼質(zhì)管道焊接施工要求
1)管道施工前，應(yīng)做出管道焊接工藝評定報(bào)
告，管道的焊接應(yīng)嚴(yán)格按照該工程批準(zhǔn)的焊接工藝
評定報(bào)告執(zhí)行。
2)當(dāng)環(huán)境條件不能滿足焊接工藝規(guī)程所規(guī)定
的條件時(shí)，必須按照要求采取措施后才能進(jìn)行焊
接。
3)閥門焊接過程中應(yīng)保證閥門密封部位的閥
體溫度不超過閥門出廠說明書中規(guī)定的溫度。
4)施工過程中，對焊工資質(zhì)認(rèn)證、焊條干燥、
對口及坡口整形、焊前預(yù)熱、焊接順序及層數(shù)、焊縫
成型要求、焊后保溫等一整套工序應(yīng)嚴(yán)格按焊接工
藝評定報(bào)告中的有關(guān)規(guī)定和要求執(zhí)行。
5)站場管道與干線管道相連區(qū)段內(nèi)所有焊
縫，應(yīng)進(jìn)行100％的射線探傷檢查；站內(nèi)管道以及
站內(nèi)和管道干線連接的死口處必須進(jìn)行100％的
x射線照相檢測。
6)不能滿足質(zhì)量要求的焊接缺陷的清除和返
修應(yīng)符合返修焊接工藝規(guī)程的規(guī)定，返修僅限一
次，返修后的焊縫應(yīng)按規(guī)程要求進(jìn)行復(fù)檢。
2．5焊縫檢驗(yàn)
管道對接焊縫應(yīng)進(jìn)行100％外觀檢查。外觀
檢查應(yīng)符合下列規(guī)定：
1)焊縫焊渣及周圍飛濺物應(yīng)清除干凈，不得
存有電弧燒傷母材的缺陷。
2)焊縫允許錯(cuò)邊量不超過壁厚的lO％，且不
大于1．6mm。
3)焊縫寬度應(yīng)為坡口上口兩側(cè)各加寬1～
2mm。
4)焊縫表面余高應(yīng)為。一1．6mm，局部不應(yīng)大
于3mm且長度不大于50mm。
5)焊縫應(yīng)整齊均勻，無裂紋、未焊透、氣孔、夾
渣、燒穿及其他缺陷。
6)蓋面焊道局部允許出現(xiàn)咬邊。咬邊深度應(yīng)
不大于管壁厚的12．5％且不超過0．8mm。在焊縫
任何300mm的連續(xù)長度中，累計(jì)咬邊長度應(yīng)不大
于50mm。
7)焊縫進(jìn)行100％x射線照相檢驗(yàn)，即按《石
油天然氣建設(shè)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范站內(nèi)工藝管
道工程》(sY4203—2007)中相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行。
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2．6管線吹掃
1)管線施工驗(yàn)收完畢后應(yīng)吹掃，介質(zhì)采用壓
縮空氣，空氣吹掃。
最小流速不宜小于20Ⅱ∥s且不宜大于40Ⅱ∥s，
吹掃壓力不應(yīng)大于0．30MPa。
2)吹掃前，必須將流量計(jì)器、儀表等不允許吹
掃的設(shè)備拆下用臨時(shí)短節(jié)代替，待吹掃完畢后復(fù)
位。
3)吹掃時(shí)，管道中的臟物不得進(jìn)入設(shè)備，設(shè)備
吹出的臟物也應(yīng)避免進(jìn)入管道。
4)吹掃時(shí)，應(yīng)用橡皮錘敲打管子，對焊縫彎頭
管底等部位應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)敲打，但不得損傷管件。
2．7管線試壓
1)工藝站場的管道和設(shè)備組裝焊接完畢后，
各主要管道應(yīng)分系統(tǒng)和壓力等級進(jìn)行整體強(qiáng)度和
嚴(yán)密性試壓，在整體試壓合格后才能和干線管道連
接。
2)工藝站場試壓時(shí)，站場內(nèi)所有閥門均應(yīng)處
于全開的位置，閥門(排污閥、放空閥除外)不能作
為站內(nèi)管道系統(tǒng)試壓的截?cái)嚅y門使用。
3)流量計(jì)等主要設(shè)備不包括在管道系統(tǒng)試壓
范圍內(nèi)，在試壓完畢后再與設(shè)備連接，連接處的焊
道必須進(jìn)行100％的x射線照相檢測和100％的
超聲波檢測。
4)站內(nèi)鋼質(zhì)管道采用干燥空氣試壓。強(qiáng)度試
驗(yàn)壓力不得小于設(shè)計(jì)壓力的1．5倍，升壓應(yīng)緩慢，
達(dá)到強(qiáng)度試驗(yàn)壓力后，穩(wěn)壓4h，經(jīng)檢查不泄漏為合
格。然后將壓力降到設(shè)計(jì)壓力，進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，
穩(wěn)壓24h，經(jīng)檢查不泄漏為合格。因溫度變化或其
他因素影響試壓的準(zhǔn)確性時(shí)，應(yīng)延長穩(wěn)壓時(shí)間。
5)試壓完畢后必須將管內(nèi)的空氣排放干凈并
用氮?dú)庵脫Q，氣試壓后和線路干線連接的死口必須
進(jìn)行100％的超聲波檢測。
6)試壓時(shí)安裝的臨時(shí)排空閥門和管道在試壓
完畢后必須清除，管道開口處必須進(jìn)行100％的超
聲波檢測。
2．8其他要求
1)管道之間及設(shè)備、機(jī)組、閥門之間連接法
蘭，其接地電阻大于0．03Q時(shí)，應(yīng)用金屬線跨接。
2)管道系統(tǒng)的對地電阻值超過looQ時(shí)，應(yīng)設(shè)
兩處接地引線，接地引線宜采用焊接形式。
3)所有設(shè)備、閥門均設(shè)防靜電接地，防靜電接
地的安裝，應(yīng)在設(shè)備、機(jī)組、儲罐等的底角邊緣上鉆
孔絲，連接端子(或螺栓)，用不小于M10的螺栓連
接，并應(yīng)有防松措施。
4)用作靜電接地的材料或零件，安裝前不得
涂漆。導(dǎo)線接觸面必須除銹并緊密連接。
5)靜電接地安裝完畢后，必須進(jìn)行測試，電阻
值超過規(guī)定時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢查與調(diào)整。
3應(yīng)用效果
通過分析加熱爐運(yùn)行情況，計(jì)算出燃油改燃?xì)?
前后每年運(yùn)行費(fèi)用，具體運(yùn)行費(fèi)用如表3所示。
表3燃油改燃?xì)馇昂竽赀\(yùn)行費(fèi)用對比
加熱爐功率2500kw
耗油量／t
日均耗氣量／×104m3
耗油費(fèi)用／萬元
耗氣費(fèi)用／萬元
節(jié)約盈余／萬元
1171．4
140．6
245．6
82．3
163．4
注：冬季加熱原油按180d計(jì)，燃料油(中質(zhì)油)價(jià)格取2096
元／t，天然氣價(jià)格取0．585元／m3。
4結(jié)語
加熱爐“油改氣”工藝具有成熟合理、改造投
資小、見效快、可節(jié)約大量不可再生資源、降低生產(chǎn)
成本并提高企業(yè)效益等優(yōu)點(diǎn)，符合環(huán)保經(jīng)濟(jì)型社會
的要求。因此，加熱爐“油改氣”工程是合理必要
的，節(jié)能效益評價(jià)良好，具有較好的推廣前景。
參考文獻(xiàn)
[1]GB5025l一2003，輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范[s]．
[2]sY0402—2000，石油天然氣站內(nèi)工藝管線工程施工及
驗(yàn)收規(guī)范[s]．
[3]sY 6503—2008，石油天然氣工程可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系
統(tǒng)安全技術(shù)規(guī)范[s]．
[4]sY／T 0090一2006，油氣田及管道儀表控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)
范．
作者簡介：王文江(1969一)，女，上海人，大學(xué)，工程師，從
事石油儲運(yùn)設(shè)計(jì)工作。．
收稿日期：2011—08—05；修回日期：2011—11—01

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