用正平衡法校核加热炉变工况运行热效率
【摘要】以实际数据为依据，用正平衡法对某原油稳定装置的加热炉实际运行热效率进行校核计算，并提出相应的对策，可帮助现场操作人员合理调整运行参数，实现加热炉的安全、经济运行。
【关键词】 加热炉 节能 正平衡法 热效率
1 引言
2011年集团公司节能技术监测评价中心对冀东油田加热炉进行节能监测分析，对某原油稳定装置加热炉进行了节能分析，表1为某原油稳定装置加热炉评价表。
从以上节能分析表中可以看出，分别对加热炉热效率、排烟温度、空气系数、表面温度进行了分析，该装置除热效率稍低于合格指标外，其余各项指标均合格。集团公司节能监测采用反平衡法计算加热炉的热效率，计算公式如下：
η = l00-（q2 + q3 + q5）（式1）
从该计算公式中可以看出，在计算加热炉热效率时考虑到排烟热损失、气体未完全燃烧热损失及加热炉炉体的散热损失，原油稳定装置加热炉设计入口温度173℃，出口温度200℃，在实际生产中加热炉入口温度约为115℃，出口温度约为135℃，用反平衡法计算热效率时并未考虑到设计与实际生产时的原油加热温度的变化，同时未对加热炉燃料气用量和被加热原油吸收的热量进行系统分析。加热炉效率计算还可以采用正平衡法，计算公式如下：
η =（Qe/Qin）*100% （式2）
用正平衡法计算加热炉热效率时考虑到了被加热介质温度变化的影响因素，以下我们将用正平衡法对该装置原油加热炉进行热效率计算。
2 分析背景
原油加热炉为稳前原油加热，加热后的原油进入稳定塔进行精馏，原油进加热炉的温度约为115℃，经过原油加热炉加热后的温度约为135℃，该装置使用的燃料为天然气.以2011年12月作为统计对象，该月加热炉共消耗燃料气301484m3，折合400.97吨标煤，装置其他设备能耗折合27.09吨标煤，可见加热炉在该装置的能耗占到整套装置的93.7%，所以说如何提高加热炉的热效率、降低燃料气的消耗量对提高装置的整体效率显得尤为重要。
3 原油有效输出热量的计算
对于该装置加热炉来说，空气入口温度为环境温度，可用20℃的空气的潜热进行计算，燃料气的物理热可忽略不计。
经过计算，燃料气的供给热量为
449.32MJ/h。
最后可以算出加热炉的热效率为67.98%，和集团公司2011年对该装置加热炉能耗监测结果为加热炉的热效率为85%的数据之间存在较大差距。
5 结论
（1）一般来说，加热炉的热效率越高，节省的燃料量就越多。但是节约燃料和提高加热炉的热效率之间并不是线性的关系，热效率越高并不代表能节约最多的燃料，如何利用目前的生产实际参数找到加热炉的最佳工作点，使加热炉在最佳工作点工作时才能最大限度的节约燃料是一个值得研究的课题。
（2）根据化验报告，该装置燃料气中二氧化碳含量达到10%以上，二氧化碳含量过多造成燃料气发热量降低，并使得加热炉的过剩空气系数增大，在生产中减少燃料气中的二氧化碳含量也是提高加热炉效率的方法之一。
（3）从集团公司节能分析报告来看，加热炉和热媒炉温度均较高，如何合理利用烟气余热也可以作为一项研究的课题来开展，目前国内一些地方利用加热炉烟气为空气进行预热，提高进风温度，从而提高加热炉热效率的方法可以作为借鉴。
参考文献
[1] 油田生产系统能耗和计算方法.中华人民共和国石油天然气行业标准，2006（1）：8-14.
[2] 油田生产系统节能监测规范.中华人民共和国石油天然气行业标准，2008（1）：2-4
[3] 加热炉热工测定.中华人民共和国石油天然气行业标准，2008（1）：6-12
[4] 管式加热炉规范.中华人民共和国石油天然气行业标准，2006（2）：25-27
作者简介
李明宇，男，新疆新源人，2007年毕业于西南石油大学，本科学历，助理工程师，现从事石油天然气处理现场生产工作。