真空超导加热炉

清风明月

真空超导加热炉
' k2 w0 a# _6 i6 u
       刘波 杨万茹 方石 孟岩
/ Q" C* q) Z" u# n6 [1 g         (胜利油田临盘采油厂)
【来源】《油气田地面工程》第22卷第8期(2003.8)
. n4 S0 F- y& p

, e2 `' G6 G& v, g( l9 B! N       真空超导炉结合了真空和超导两项技术，其热载体选用了低温沸腾的超导液(导热油沸点为62℃)，加上真空降低沸点的作用，使超导液在46℃左右沸腾，大大提高了相变换热效率。
; K  |  O- b" r2 W4 ^1．结构特点
$ E, _/ T4 [* v& Z+ x    (1)真空超导加热炉的工作原理与水套炉类似，区别在于采用了真空超导液相变技术，它延用了有60多年历史的水套加热炉基本结构。
" w' M* t# [* h2 ]7 H    (2)为了提高吸热效率，采用了两侧对称烟管结构。
5 U9 r  u5 g5 t8 P6 O9 a3 G, P% i    (3)增设了火筒穿心管，不但提高了吸热面积，而且起到阻火作用，使燃料燃烧充分，吸热效率提高。
: s5 k) ]' ]2 H/ F  r5 `9 d    (4)由于换热效率提高，加上合理的结构设计。使其相对于同功率的水套加热炉。炉体尺寸小。
- _) A% |1 m8 V) d% I    (5)设置了防爆膜，用于盘管穿孔，在火量太大和千烧等情况下，炉腔内形成正压，达到0.4MPa时，防爆膜自动起爆泄去腔体压力，起到安全防爆作用。
2．工作特点
    (1)高效、节能、经济。由于采用领先的真空和超导技术，加上合理的结构设计，最大限度地提高了真空超导炉的换热速度和吸热面积，使得其热效率高于85％ ，与同功率的水套炉相比，将节省燃料2o％以上。
  b1 Y) l$ ?- s* v+ e% v9 E    (2)运行安全可靠。真空超导加热炉正常工作状态下。腔体压力为微正压，因而不会出现爆炸危险。超导液是不可燃液体，且对金属没有腐蚀作用。
    (3)方便生产管理。现场使用过程中，在液体流量和天然气量相对稳定时，将炉子调节正常后无需管理，炉体内超导液处于密封状态下工作。没有消耗、无需添加。而且性能稳定。超导液在零下50℃不结冻。
3．应用分析
/ n4 e6 N$ w7 w  U( G% X    (1)商23-45计量站。安装250kW真空超导加热炉1台，该炉于2OO2年9月3o日Tq=5时点火，6时出口温度58℃，7时出口温度63℃。l0月7日l0时出口温度为7l℃，对炉体进行保温后出口温度达74℃，工作时腔体压力为-0.01--0.03MPa。该站原25okw水套炉的原油出口温度仅为50℃左右。
       下面根据现场采集数据粗略计算加热炉热效率：已知总液量为180t／d，综合含水为77.9％,炉进口温度43℃，出口温度74℃ ，测量现场用气量为26m3／h。由相应公式计算得出：原油实际吸收热量为20.68×10 keal／h，供给加热炉的热量为23.4×lo4keal／h，加热炉热效率为0.88。
* B$ K' y2 d! c6 a- u1 ~    (2)商8—303井。井场安装45kW真空超导加热炉1台。手测升温效果较好，后来因断流造成炉子干烧，引起防爆膜起爆1次，充超导液封装后，加热炉运行情况良好。
    (3)夏53——斜l0计量站。安装250kW 真空超导加热炉1台，其升温效果不理想，现场测得炉膛温度为480℃ (正常应为700℃以上)，目测火势较好，怀疑燃烧器配备不合适或天然,气成分差、热值低,问题正在进一步整改中。
    (4)临75—1计量站。该站液量762t／d，含水7l％，气量6003 ／d，安装500kW 真空超导加热炉1台，设计温升△t=15．9℃，现场实测1O℃，未达到设计要求，分析认为天然气量不足。