4,5 原油加热及换热4.5。3。火筒炉或水套炉具有如下优越性,1。适合,三化。预制化。撬装化,组装化、施工,节省现场施工工程量,2、结构紧凑 体积小,便于同分离。沉降、缓冲等构成组合设备,简化工艺流程 3。抗爆能力强.使用寿命较长,所以在计量站,接转站中采用火筒炉或水套炉更为适宜 油气集中处理站.管输油库等站库.由于热负荷大。输油压力高.用热点多、可视具体情况采用火筒炉,水套炉.真空相变炉或热媒炉.火筒炉是火筒式直接加热炉的简称.是被加热介质在壳体内由火筒直接加热的火筒式加热炉.若精心操作、火筒式直接加热炉有很高的热效率.火筒式直接加热炉的缺点是。1.传热面受热不均匀、易出现局部过热区.加剧这些区域的腐蚀和结垢,2、易在受热面上结垢、影响传热、甚至堵塞流道、3,液体流量很小或停流时.将使液体汽化、烧毁受热面而导致事故.因而,直接式加热炉适用于低压、液体流量稳定 腐蚀性小 不易结垢的场合,并需定期检查和清理受热部件,被加热介质在壳体内的盘管,由钢管和附件组焊制成的传热元件,中。由中间载热体加热 而中间载热体由火筒直接加热的火筒式加热炉.称为火筒式间接加热炉,中间载热介质为水的火筒式间接加热炉、简称水套炉,壳体在常压下工作的水套炉 简称常压水套炉。水套炉 真空相变炉和热媒炉属于火筒式间接加热炉.其适用范围要比火筒式直接加热炉更为宽泛些,4。5.4 加热炉台数的确定应考虑,原油集输中的热负荷冬季与夏季有显著差别、按冬季最大热负荷确定加热设备。到夏季由于负荷减少、可以轮流检修、这样既满足生产要求,又节省了加热设备,多年来各油田基本上均是按这个原则确定加热设备。稠油因其特殊的原油物性,在接转站 脱水站或矿场油库可设备用炉.计量站加热炉可为1台,但应有在夏季停炉检修时维持生产的技术措施、稠油计量站加热炉一般选2台,4.5.5,目前。油气集输系统加热炉的负荷率较低。有些加热炉的运行负荷率低于50.使得运行效率很低,为了提高加热炉的运行负荷率.必须在油气集输工艺设计配置加热炉时,提高加热炉的设计负荷率.配置加热炉时负荷率不低于80、的要求,是根据、油田地面工程设计节能技术规范.SY、T 6420,2016制定的,4,5。6.多功能合一设备火筒上结垢。积砂和结焦、不仅影响设备的热效率,还可能由于容器火筒受热不均匀变形烧坏而造成着火事故.而且,多功能合一装置的功能较多、属于多个工艺环节的集成 当火筒烧坏以后会对整个工艺过程产生较大影响、4.5,7、本条对管式加热炉的工艺管道安装作了规定、1,当多台加热炉并联或一台炉子有多组炉管时.运行过程中可能产生偏流。严重的偏流会引起管内壁结焦,炉管变形 甚至引起炉管破裂,加热炉爆炸,炉管发生偏流会引起每组炉管出口油温的明显差异、发现这种情况后.可利用阀门进行调节.以防止偏流恶化、因此 要求每组炉管出口单独装温度计和截断阀,2.当炉管破裂时 采取事故紧急放空和扫线措施,迅速将炉管内存油排除。以减少原油漏失量.降低炉管温度,避免炉管结焦 减轻炉管遭受破坏的程度,4 在以往的生产实践中,由于突然停电 使炉管内原油停止流动 即使将炉火关掉.由于炉膛的高温会造成炉管结焦,为保护炉管免遭损坏、一般是把站场来油改进外输加热炉,靠自压走油 但当站场来油为含气原油时.进外输加热炉油管道应与站内第一级油气分离器后出油管道连通,4,5.10。4 5,11、这两条是参照.石油工业用加热炉安全规程,SY,0031,2012制定的,4.5 12,本条是参照。石油工业用加热炉安全规程,SY 0031,2012制定的,如果燃烧器自动停止工作时,燃气阀不能及时有效地关闭。燃气将直接进入炉膛、燃烧器停止工作时间越长。进入炉膛内的燃气越多.待加热炉重新点火时,若炉膛及烟道吹扫不彻底,将有可能发生爆炸。造成安全事故。本条为强制性条文 必须严格执行。4、5、14,换热器的种类很多.有管壳式 套管式、板式,板翅式换热器等 在各种换热器中,适应性最大.使用最广泛的是管壳式换热器,在中等压力、4 0MPa左右,情况下 采用管壳式换热器最为合适 管壳式换热器常用的有浮头式和固定管板式两种 两者相比,浮头式的优点是壳体与管束的温差不受限制,管束便于更换、同时壳程可以用机械方法进行清扫 螺旋板换热器具有传热效率高.结构紧凑,制造简便,价格便宜、不易结垢等优点,由于两种传热介质可进行全逆流流动。传热效率高.且适用于小温差传热 国内可达最小温差为3,这有利于回收低温热源并可准确地控制出口温度,又由于长径比较管壳式换热器小。使层流区的传热系数变大.适用于高黏度流体的加热或冷却、但存在容易堵塞、检修及机械清洗困难。操作压力受限制的缺点,稠油换热不宜选用平板式或螺旋板式换热器,4.5,15,原油集输系统的站场为一年365天生产 无计划检修期,且工况不稳定 故提出换热器至少应选2台,选2台时.备用率可取50、当1台检修时。另1台可承担75、负荷。当多台换热器并联安装时.其进、出口管路设计应考虑防偏流问题 4,5。17,两股流体换热,哪一股走管程哪一股走壳程、应根据流体性质 从有利于传热.减少设备腐蚀.减少污垢积累、减少压力降和便于清洗等方面去选择 一般原则如下 1,流量小的或黏度大的走管程、因可采用多管程获得较大的流速,有利于传热,2,有腐蚀性的流体走管程.以免走壳程时换热器的管程和壳程同时受腐蚀,3.不清洁的易于结垢的流体走管程 便于清洗,壳程不便于清洗.4 压力高的流体走管程。以免壳体受压而增加厚度,多耗钢材,造价增大,5.两股流体温差较大时,宜将膜传热系数高的流体走壳程 壳程雷诺数、100即为湍流状态,以提高传热效率、4。5,19.流速增大时.给热系数增大 同时也减小了污垢在管子表面沉积的可能、从而提高总传热系数,减小传热面积,降低工程投资 但流速增大后,产生的压力降与流速的平方成正比地增加,动力消耗,操作费用相应增加 从介质输送能耗最小来考虑。必须有最适宜的流速,液体常用流速范围.管程为0、3m。s、3m,s、壳程为管程流速的一半、炼油装置工艺设计规范.SH,T 3121 2000中规定为不宜大于3m,s、故提出管内液相介质流速不宜大于3m s,4 5。21.为使设备通道内的流体达到湍流状态。增加换热效果.流速不宜太低、为此规定流速大于或等于1m.s、