普光气田加热炉节能降耗潜力挖掘
摘要：普光气田天然气输送采用加热、节流、保温混输的湿气集输工艺，加热炉是集气站重要的能耗设备，文章从加热炉炉效提高、参数优化、程序修改等方面探讨了节能降耗的潜力及方向，通过节能降低生产成本，提高生产经营效益。

关键词：节能；降耗；加热炉；增效
普光气田气井压力高，投产前关井压力均在38兆帕左右，集输管道设计运行压力在8.5兆帕左右。

在气井开采过程中，气井采出的高压气流要满足集输要求，需进行节流，集气站气井生产流程设计安装有三级节流降压装置。

普光气田气井开采过程中伴随有液体排出，井站不设有分水设备，天然气输送工艺采用加热、节流、保温混输的湿气集输工艺，故集气站设计安装有水套式加热炉。

水套加热炉是集气站重要的耗能设备，在实际生产运行过程中，通过技术革新，参数优化等措施来挖掘降低能耗的潜力。

1 加热炉工作原理简介
普光气田加热炉采用两级节流、两级加热的水套式间接加热法，火管浸没在传热介质软化水中。

酸性天然气气流会流经一个盘管，而该盘管也浸没在软化水中。

火管被浸没在传热介质的下端，净化天然气在火管中燃烧。

火焰在火管中来回窜动，对软化水加热。

冷却的燃气从火管流出，从烟囱烟道排出。

当软化水温度上升时，其密度下降，高温、低密度的软化水升到炉身上部，处于炉身上部盘管内的天然气吸收软化水的热量而被加
热。

同时，软化水温度变低，冷却软化水密度变大而重新回到炉身底部，如此实现传热介质的热能循环。

2 加热炉节能降耗设计
传统加热炉对燃料气的控制采用手动阀门控制，加热炉燃料气的开度大小完全取决于工人主观意识的现场调节。

普光气田集气站加热炉采用温度自动调节，通过加热炉二级节流后温度、加热炉出口温度及加热炉软化水温度三个参数为控制参数，采用pid调节。

被控对象选用气动调节阀，以萨姆森3730-3型数字式电气阀门定位器进行精确控制。

3 加热炉节能措施
3.1 提高加热炉炉效
在气井运行的各个不同时期，加热炉节能降耗的重点有所侧重。

当前是气井开采初期，节能的重点主要应放在降低燃料气消耗量，提高加热炉炉效。

3.1.1 相同液位、相同燃料气量、达到同一水浴温度所需时间相差较大。

3.1.2 相同的燃料气组分、相同液位、相同性质软化水等情况下，相同风门开度，不同燃气量条件下，软化水上升相同温度梯度所需时间不一致。

由上述两表可知，燃料气与空气的混合比不一致导致炉效降低。

采取的措施是调整加热炉燃料气风门，使其工作在最佳燃烧状态。

3.2 修改加热炉参数
按照设计要求，加热炉出口操作温度为50～55℃，故加热炉plc 程序中设定加热炉出口温度为55℃。

在运行半年后，发现加热炉温度过高造成集输管线位移。

经过和设计单位结合，并在部分站场实验，将加热炉出口温度调整为40℃。

经过调整后，天然气集输管线内温度降低10℃，按照每天2100万方的酸气产量计算，保守估计年节约生产成本4000余万元。

3.3 减小加热炉长明火耗气量
加热炉长明火用于点燃加热炉主燃料气，一般理解不能将该气源切断。

本文在此做一个大胆假设，根据实际情况间歇性停用该长明火。

当气井生产时间够长，气量开度适量，经节流后的酸性气体温度已经能满足要求，如2011年5月7日普302-3井生产数据如表4。

此时，加热炉温控阀开度为0。

由表中可以看出，和加热炉有关的各级温度已基本满足设计要求，此时加热炉不需要加热即能进入外输管道，即加热炉一天之内不是时刻都需要开启加热。

经调查，各站加热炉在燃料气主阀全关的情况下，长明火消耗气量平均15方/小时，假设每天每台加热炉需要加热8小时，那么还有16小时可以将长明火停掉，普光按36口开发井计算，年平均工作天数为360天，按净化天然每立方2元计算，每年可节约成本630余万。

加热炉启动程序如下：当在人机界面按下加热炉燃烧器启动按钮hs_212后，燃烧器开信号xy_210输入，燃烧器管理器bms开始自动点火工作。

改造措施：在加热炉启动梯级中启动条件hs_212改手动为自动，即设置一条件如，当加热炉出口温度低于35℃时hs_212置位，当加热炉出口温度高于40℃时hs_212清零。

如此便可实现加热炉有条件的自动开关长明火。

3.4 加热炉其他节能措施
由传质传热知识可知，传热界面出现结垢后，不仅会大大降低传热效果，增加燃料气消耗量，同时还存在爆炸的隐患。

为此，可以通过定期清除加热炉火管内表面上的炭灰和加热炉炉体的水垢，提高传热效率，在保证节能的同时为安全生产提供了保障。