原油长输管道加热炉的应用探讨

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报2012年8月第34卷第8期JournalofOilandGasTechnologyAug．2012Vo1．34No．8原油长输管道加热炉的应用探讨邢J吭(中国石油天然气管道局国际事业部，河北廊坊065000)郭磊，王枫(中国石油天然气管道局设计院机械室，河北廊坊O65O0O)[摘要]总结了国内外原油长输管道加热炉的发展概况，介绍了几种常见加热炉的工作原理，通过工程应用分析了各种加热炉的运行特点，并以工程设计实例为参考对加热炉选型进行分析，提出了加热炉选型原则。[关键词]原油；长输管道；加热炉；工作原理[

2、中图分类号]TE974．2[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2012)08—0346—03加热炉是长输管道输送原油的主要加热设备，也是主要的耗能设备。加热炉系统选型时，应综合考虑被加热介质特性、加热系统的综合热效率、安全性以及经济性等。1国内外原油管道加热炉应用情况在世界范围内的原油输油管道都存在2种加热方式。一种是采用管式加热炉直接加热原油；另一种是间接加热方式加热原油。在国外，前苏联输油管道主要采用管式加热炉，并认为直接火焰加热炉热效率较高，为此专门研究了管壁热电偶的安装方式以提高管式加热炉运行的安全性。在美国，2种加热方式均存在，如科

3、林加一阿文输油管道首站采用3台导热油加热炉系统，中间站采用2台导热油加热炉系统，对原油进行加热输送，并实现中间站无人值守；而美国的LASFlores—Mecamey输油管道则采用直接加热原油方式，全线设置35台管式加热炉，实现了全微机控制。在我国，2O世纪7O年代开始兴建原油长输管道以来，主要采用管式加热炉对原油进行加热，并一直沿用至今。管式加热炉从最早的方箱炉逐渐发展到现在PLC控制式轻型快装加热炉，加热炉热效率也提高到9O9／6左右，2010年投产的惠安堡一银川、石空一兰州原油管道采用了21套管式加热炉系统，实现整套系统的全微机控制。2O世纪8O年代

4、中期，在铁大线改造和东黄复线工程中，中石油从美国的c—ENXTCO、ENTEC和ECLIPSE三家引进了22套导热油加热炉系统，填补了我国原油长输管道中间接办热系统的空白，并为2种加热方式的全面对比提供了物质基础和技术条件。2007年投产的西部原油管道工程，全线采用了33套导热油加热炉系统和2套相变间接加热系统，首次实现了导热油加热系统的国产化，也为相变加热系统在原油管道中的应用提供了重要的参考价值。2加热方式对比2．1工作原理1)直接管式加热炉采用直接火焰加热方式加热炉管内原油。被加热介质在炉管内流动，燃料在加热炉炉膛内燃烧，通过辐射和对流传热将热量传

5、给炉管内的被加热介质。2)导热油加热炉系统是通过系统中的换热器对原油进行间接加热。通过循环泵将系统中被加热的[收稿日期]2012—03—24[作者简介]邢航(1976一)，男，1999年大学毕业，工程师，现主要从事国际工程项目管理工作。学兔兔www.xuetutu.com第34卷第8期邢航等：原油长输管道加热炉的应用探讨高温导热油打人到换热器内，对原油进行加热。3)相变加热炉以相变换热方式工作。在一个没有不凝结气体的密闭容器中，中间介质(如水、有机液体)吸收燃料燃烧产生的热量后汽化成气态并进入气相空间，在气相空间将汽化潜热传递给冷凝换热器盘管内的工质(如

6、水、原油或天然气等)后，冷凝成液体回落到液相空间，再次被燃料燃烧加热蒸发、放热冷凝，工质不断带走中间介质传递的汽化潜热，燃料燃烧后不断供给中间介质燃烧热量，从而形成动态热平衡。2．2运行情况通过对西部原油管道和石兰线的调研，3种加热炉都具有独特的运行特点。1)导热油加热炉系统①适宜于工艺要求按顺序输送不同油品，加热系统需经常开停，介质升降温反应较快，调节方便的场合。输送工艺切换对加热炉系统运行没有影响。②西部管道导热油加热炉结构均为密集螺旋管卧式圆筒炉。该结构边界层很薄，便于传热，其辐射室热强度和炉管的表面热流密度较高。加热炉均在设置空气预热器后。实测热

7、效率可达93％，综合热效率约88～89。③加热炉采用进口全自动比例调节燃烧器。由换热器原油出口温度控制导热油温度，进而控制燃烧，实现了加热炉系统的PLC调节。④导热油加热系统较为复杂，维护维修量较大。2)相变加热炉①相变加热炉设计存在缺陷，在冬季停用情况下，采用电加热器维持温度，电量消耗较大。且原油输量变化较大，加热炉开停频繁，运行操作不方便。②在运行过程中，加热炉真空度无法保证，加热炉的效率将受到很大影响。③由于燃料为原油，相变加热炉烟管内积灰较多，维护不便。3)管式加热炉①直接火焰加热管内输送介质，加热炉综合热效率较高，能达到9O左右。②采用PLC控

8、制，自动控制系统完善，且配套设备数量少，现场维护维修工作量小。③管式炉也采用气动