油田联合站加热炉节能减排效果

油田联合站加热炉是油气开发生产系统中的重的油气开发生产＂同时，随着生态油田和绿色低要能耗设备，其能否安全经济运行将直接影响油田碳油田建设发展的需要，作为油田联合站固定废气重点排放源的加热炉，降低其废气排放、提高运行效率、减少能源消耗，已成为一项重要的研究课题｜３—４１。以大庆油田某采油厂为例，该采油厂６个联合站现有１０００ｋＷ以上加热炉３６台，日开炉数在１５台左右，燃料主要为天然气，多数加热炉投人运行时间已超过１０年；因此，存在部分加热炉运行效率低、能耗高、烟气排放超标等问题。

１存在问题

经过对某采油厂联合站在用加热炉调研分析，发现其在运行中主要存在以下问题：１）联合站加热炉老化严重。８０％的在用加热炉投人运行时间已超过１０年，使用年限最长的已达到１６年。２）运行效率低。根据加热炉运行效率测试结果表明，６０％的在用加热炉运行效率未达标，平均系统效率仅有８０．５％：３）空气过剩系数大。在用加热炉平均空气过剩系数达到２．１７，最高的达到４．３８４）排烟温度过高。因加热炉排烟温度过高而导致热损失大，有１０台加热炉排烟温度超过２２０Ｔ：。５）烟气排放不达标部分加热炉氮氧化物排放浓度指标不符合ＤＢ３７／２３７４—２０１８《锅炉大气污染排放物排放标准》中的有关技术要求５１。

２应对措施

针对某采油厂联合站加热炉存在的问题，开展问题调研分析，提出最行效的治理对策采取的措施如下：１）对老ｉｌｌ加热炉进行节能技术改造。淘汰高能耗加热炉，对运行效率低、使用年限较长的１０ｆｔ加热炉实施节能技术改造３２）强化加热炉运行精细化管理。一是开展加热炉运行效率现场跟踪测试与分析＇充分利用自身能耗检测技术优势，对６０％的加热炉其运行效率未达标、空气过剩系数大、排烟热损失大等问题进行分析，提出有针对性的改进治理措施，使每台加热炉运行在最佳工作状态；同时开展现场跟踪测试，对改进治理措施的实施效果进行评价，确保其有效性二是降低加热炉排烟热损失：通过控制进风量和燃料量，实现进风Ｍ和燃料量优化合理配比，可以降低加热炉排烟热损失，降低加热炉排烟温度，提升加热炉系统运行效率。３）推广应用节能减排新技术。一是采用便携式加热炉效率自动测试调节仪，对空气过剩系数大的加热炉，实施风门自动调节，合理调节加热炉进风量与燃料，让加热炉的空气过剩系数控制在１．１￣１．６的最佳运行工作区间；二是对＼〇３｛排放浓度指标不符合的加热炉应用低氮燃烧器。加热炉在燃烧过程中所产生的ＮＯｘ主要为（ＮＯ）和（Ｎ０２）。大量实验结果表明，燃烧装置排放的ＮＯｘ主要为Ｎ０，平均约占９５％，Ｎ０２仅占５％左右｜７｜；三是回收加热炉烟气余热，对烟气余热进行开发利用，降低加热炉烟气排放温度，减少加热炉排烟热损失。

３应用情况及综合效果评价

３．１应用情况

２０１９年，某采油厂针对联合站加热炉采取节能减排综合措施，实施措施前后测试数据对比见表Ｉ，应用１０台低氮燃烧器前后加热炉废气排放测试数据对比见表２。

３．２综合效果评价

１）节能效益显著。从表１可以看出，采取提升加热炉节能减排效果的综合措施后，联合站加热炉运行机制质Ｍ明显得到改善，加热炉平均系统效率提升６．７％，年燃料气减少消耗２０７．６ｘｌ０４ｍ５，平均空气过剩系数下降０．７２，加热炉排烟温度超过２２０ｔ台数降到（＞按天然气价格２．６元／ｒ＾计算，则年产生直接节能效益为５３９．７６万元，，２）减排效益明显从表２可以看出，某采油厂采取提升加热炉节能减排效果的措施后，加热炉烟气排放物中的ＮＯｘ、ＳＯ：、（：０和烟尘的质量浓度指标均小于５０完全符合ＤＢ３７／２３７４—２０１８《锅炉大气污染排放物排放标准》中的有关技术要求。３）提升加热炉运行智能化、自动化程度。采用便携式加热炉效率自动测试调节仪、低氮燃烧器，开发利用加热炉烟气余热技术，可以智能化控制加热炉运行的热效率，降低烟气中的碳排放量，减少排烟热损失；应用低氮燃烧器还具有丨＇彳动控制后炉功能和调节功能。４）优化风量与燃料比例。实现加热炉风门开关度的自动控制，使加热炉进风量与燃料比更加合理，确保每台加热炉空气过剩系数在最佳合理区间运行，达到加热炉系统节能降耗的目的。５）新技术新装置安全可靠。自加热炉系统实施节能减排技术改造投人运行以来，系统运行平衡，安全可靠，没有出现任何运行系统故障，且完全能满足室外安全运行技术要求，具有良好的性价比。

４结束语

加强企业生态环境保护，降低加热炉系统能源消耗和废气排放，实施绿色低碳发展战略，提升油田联合站加热炉节能减排效果是一项复杂的系统工程，需要采取多种措施加以综合运用实践证明，实施对老旧加热炉节能技术改造，强化油田加热炉运行精细化管理，推广应用便携式加热炉效率自动测试调节仪、低氮燃烧器，以及回收利用加热炉烟气余热等节能减排措施，有利于改进和优化加热炉系统运行生产参数和加热炉系统运行质量，有利于加热炉空气过剩系数调整到最佳区间运行，减少加热炉热损失，从而达到提高加热炉系统运行效率和降低废气排放的目的。

作者：李世良 单位：大庆油田设计院有限公司