油田管式加热炉出口温度控制技术研究

针对热力消耗在地面集输系统中能耗占比较大的问题,需优化加热炉出口温度,降低不同因素对出口温度的影响。在收集加热炉运行状态数据后,对异常值进行检测和修复,通过BP神经网络模型和遗传算法实现加热炉出口温度的自动控制。结果表明,基于神经网络-遗传算法的参数整定方法可以将加热炉全年出口温度控制在相对平稳的区间内,所需的燃料气流量和加热炉出口温度均有所降低,每月可节约燃料费用12366~55155元,节能效果显著。

顶燃蓄热式加热炉热工评价与提升效率分析

为提高加热炉热效率,降低煤气消耗,以神木市某兰炭企业的蓄热式加热炉工业运行数据为基础,对其热效率进行了研究分析。介绍了加热炉的工艺流程、特点、设备、主要参数,以依据GB/T 32287—2015《高炉热风炉热平衡测定与计算方法》测试的工业运行数据为基础,得出改进前后加热炉的热效率。分析结果表明:通过回收烟气余热将排出烟气温度降低10℃、对热煤气管道进行保温等改进措施,可使加热炉系统的热效率由82.3%提高到86.3%。

基于数据分析的油田加热炉能效影响因素研究

为提高油田加热炉的运行能效,在梳理能效计算方法的基础上,利用节能监测数据分析过剩空气系数、烟气含量、排烟温度、环表温差、负荷率、炉膛压力等对加热炉能效的影响程度,并结合熵权-灰色关联法完成因素的排序,用于评价在用加热炉的用能情况。结果表明,过剩空气系数主要影响排烟热损失,不影响散热损失和气体不完全燃烧损失,与热效率呈负相关;排烟温度与排烟热损失率呈正相关,与热效率呈负相关;环表温差与散热损失率呈正相关,其在热效率较低时对加热炉能效的影响更大;热效率随负荷率的增加先增大后减小,炉膛压力为30~50 kPa是加热炉热效率的高效区间;影响加热炉能效的主控因素从大到小依次为负荷率、排烟温度、过剩空气系数和环表温差。研究结果可为油田节能降耗提供理论依据。

熵权-优劣解距离法综合评价油田加热炉能耗方法研究

为了提高油田加热炉运行效果,实现节能减排的目标,采用熵权法结合优劣解距离法对能耗水平进行评价分析。对K油田35台加热炉的空气系数、排烟温度、炉体表面温差、热效率4项指标进行分析,评价加热炉与理想工况的相对接近度,得出加热炉运行的整体情况,并对低效加热炉采取措施。研究表明,3台加热炉的相对接近度明显较低,主要原因是4项指标的综合作用导致,因此对35台加热炉进行综合调整,调整后的加热炉平均热效率由84.22%上升到87.32%,提高了3.68%,累计节约天然气44.97×10^(4)m^(3),折合经济效益157.4万元。

基于综合判定-TOPSIS法的站场加热炉能效水平评价

为提高油田站场加热炉的能效水平,在全面构建评价指标体系的基础上,通过熵权法、主成分分析法、灰色关联分析对各项指标进行赋权,结合三种方法对指标权重实施综合判定,并利用TOPSIS法完成加热炉能效水平的综合评价。结果表明,不同赋权方法得到的权重结果有所不同,负荷率、过剩空气系数、排烟热损失是影响加热炉运行状态和能效水平的主控因素;TOPSIS法的评价结果与规范要求和实际情况相符,考虑的因素更全面。根据评价结果,加热炉优化调整后,日燃气量下降15~184 m^(3)。研究结果可用于评价站场加热炉的用能情况,为油田节能降耗提供实际参考。

天然气加热炉的发展现状与改进探索

作为一种特殊的炉型形式,天然气加热炉采用中间载热介质间接加热的方式,是天然气生产、输送和应用中的主要耗能设备。为了节能降耗、提高加热效率,必须结合工程实际的需要,优化加热炉的结构,设计制造出高效节能的天然气加热炉。为此,分析了天然气加热炉传热的薄弱环节及其强化措施,针对天然气加热炉大筒体内换热面的常规布置形式存在的缺陷,提出了旋转加热和冷却受热面以及在受热面之间加装导流板两种简单而有效的天然气加热炉改良结构,使中间载热介质形成整体有组织的顺畅流动并强化传热,从而达到节能降耗和提高天然气加热炉效率的目的。以上两项技术已获得国家专利授权。

输油管道加热炉技术现状与发展方向

概述了输油管道加热炉的技术现状,介绍了直接加热炉和热媒加热炉的结构和技术特点以及运行参数。2008年对中国石油管道公司运行的加热炉实施节能监测,发现部分直接加热炉的热效率、排烟温度、空气系数和表面温度等技术参数未达到监测合格标准;热媒加热炉在大修之后,全部指标达到了监测合格标准。分析了两种加热炉在当前使用中存在的主要问题,对加热炉未来的研究方向提出了建议。

大圆筒天然气加热炉流场研究及传热面优化

在天然气运输和应用过程中,天然气加热炉的使用面大量广,提高天然气加热炉的热效率,降低其能耗,显得尤为重要。为此,对大圆筒天然气加热炉内加热元件偏心布置时的流场进行了研究,引入双极坐标系将不规则的偏心圆区域转化成规则的矩形区域,为数值计算创造了良好的算法环境。通过数值计算,得到了大圆筒内加热元件偏心布置时的温度分布和速度矢量分布,并设计了可视化流场实验装置,通过实验研究验证了数值计算结果,在此基础上,优化了大圆筒内火筒、烟管、被加热管束的相对位置,提高了加热炉的热效率,降低了能耗,节省了钢耗量和初投资,具有较好的节能降耗效果。

用红外热像技术在线评定原油加热炉管剩余寿命

通过对原油加热炉管表面温度场的连续红外热像检测 ,快速、准确地在线测量了炉管工作温度。结合炉管运行史数据 ,利用拉森 米勒和腐蚀损伤的剩余寿命估算模型 ,对加热炉炉管的工作状态进行了在线评估和诊断。提供了判断炉管检修与更换的科学依据 。

原油加热炉改造的热力学分析

采用能量平衡分析模型和(火用)平衡分析模型,对改造前后的原油加热炉系统进行了热力学分析,并对现场测试数据进行了测算,分析了原油加热炉改造前后的用能状况。根据分析结果,对提高加热炉(火用)效率、加强热媒炉过量空气系数控制及热媒的选择提出了建议。

输油管道各加热站输油温度的优化计算

以节能降耗为目的 ,以热力费用、动力费用之和最小为衡量指标 ,建立了输油管道优化运行的数学模型 ,通过计算机编程运用MDCP法对各加热站的输油温度进行了优化计算。该计算方法速度快、准确度高。

油田热采锅炉燃烧监测控制系统的研制与应用

辽河油田稠油资源非常丰富 ,目前稠油开采的主要方法是向地层加压注蒸汽的热采方法。因此燃气、燃油注汽锅炉的排烟热损失是影响热效率和采油成本的主要因素。在不同负荷的工况下 ,控制合适的过剩空气系数 ,把排烟热损失调整到该工况下的最小值 ,使锅炉的热效率达到最高。本锅炉燃烧监测控制仪就是通过监测烟气温度和氧含量 ,经过仪器专家系统分析计算 ,显示过剩空气系数和排烟热损失 ,作为操作人员调节燃料空气配比的依据 ,或与自动控制装置连接 ,实现进风自动控制 ,达到充分燃烧 ,起到降低燃料消耗 ,减少环境污染目的。该系统运行后 ,具有显著的经济效益和社会效益。

拉油井组储罐原油太阳能加热技术

太阳能是一种清洁可再生资源,陕北地区年太阳辐射总量6680～8400MJ/m2,长庆油田利用太阳能具有得天独厚的优势。利用太阳能热水循环系统对拉油井组储罐原油进行加温,使储罐原油温度保持在30℃以上,补偿燃煤加热系统,既降低了对环境的污染,又减少了投资成本,达到了节能降耗,经济开发的目的。

超稠油管道集肤电伴热效应实验与数值模拟

以辽河油田超稠油管道集肤电伴热工艺为理论依据,建立了超稠油管道集肤电伴热效应物理模型和数学模型,并采用室内实验与数值模拟的方法对集肤伴热效果进行分析。研究结果表明,通过对实验和模拟数据的对比,采用软件进行仿真计算是可行的,不仅可以直观地显示超稠油管道内温度场的分布情况,还可为超稠油管道伴热效果的优化和安全停输时间的确定提供了一定的理论依据。

高效节能大筒体导流型中间载热介质天然气加热炉研究

天然气加热炉是天然气输送和应用系统中常用的不可缺少的重要设备,本文分析了目前我国这类加热炉的各种形式及其优缺点,对应用广泛的大筒体中间载热介质天然气加热炉的对称于筒体圆截面垂直和水平直径布置加热面和受热面的结构形式进行研究,通过理论分析和试验验证,指出了对这种结构筒体内中间载热介质形成自然对流的影响,据此提出了安装导流板重组流动区域的方法,进而研制了带导流板的新型高效天然气加热炉,以强化对流传热,优化传热流场,从而达到节能降耗,提高加热炉效率的目的。

水源热泵为中转站原油加热的运行特性

如果在油田中使用水源热泵机组替代传统的锅炉为外输原油加热,可以节省化石能源。本文以某中转站为例,建立水源热泵机组的数学模型,研究使用热泵替代锅炉为原油加热的可行性,通过实际工程项目的建造以及实验测试,证明了了该系统的节能性,并对该系统的变负荷运行特性进行了研究。系统在冬季满负荷运行时,热泵机组的COP为3.2,整个系统的COP为2.5;系统在夏季变工况运行时,50%负荷热泵机组的COP为3.8,系统的COP为2.53;75%负荷热泵机组的COP为3.5,系统的COP为2.56。

油管中频加热生产线自动控制系统设计

针对油管中频加热生产线的自动控制要求 ,采用单片机 +可编程序控制器 (PLC)的自动控制方案 ,并以单片机为核心设计了控制系统的硬件电路 ,编制了相应软件。为提高系统的抗干扰性能 ,除用可编程序控制器直接实现对现场开关量的检测与控制外 ,还对硬件电路进行了抗干扰设计。实际应用表明 ,该系统控制精度高 ,工件表面温控精度可达 0 8% ,抗干扰能力强 ,完全能够满足油管镦粗对加热技术的要求。

热媒炉在胜利采油厂的应用

针对常规方箱式加热炉炉墙漏风 ,炉管易结焦及能耗大等问题 ,用QX系列热媒炉加热技术对胜利采油厂 6座集输泵站加热系统实施改造。热媒炉与方箱炉使用情况的对比分析表明 ,热媒炉平均热效率提高了 2 4 15% ,耗油量降低了 2 4 18%。热媒炉的温度和压力控制、检测、保护系统完善 ,运行安全 ,燃料燃烧完全 ,烟囱排烟量少 ,减少了对大气层的污染。针对热媒炉加热系统运行中出现的问题 ,建议 :( 1)燃烧器油泵压力应控制在 2 0～ 3 0MPa ,加热泵加热温度控制在 10 0～ 12 0℃ ,燃料油压力控制在 0 3～ 0 5MPa ;( 2 )热油循环泵额定参数应与实际生产参数相匹配 ,以避免循环泵功率过大造成无功损耗 ;( 3 )确保燃油质量 ,采取措施降低燃油的含砂量。

热媒炉在油田集输系统中的应用

热媒炉是一种新型加热设备 ,它以煤、油和可燃气体作为燃料 ,导热油作为载热体 ,利用循环油泵强制液相循环 ,将热能输送给用热设备进行换热 ,然后导热油返回重新加热。热媒炉和换热系统在胜利油田有限公司辛一联合站的应用情况表明 ,在加热温度比原来提高 810℃的情况下 ,年总能耗和材料消耗比原系统节约 148万元 ,热效率高 ,工作压力低 ,节能效果显著 ,具有良好的经济效益和社会效益。