电加热技术范文

电加热技术范文（精选12篇）

电加热技术 第1篇

1 工作原理

油管电热清蜡技术利用集肤效应原理(当交变电流通过导体时,电流将集中在导体表面流过),当工频交变电流流过铁磁性材料钢管时,由于集肤效应的作用,使钢管的过电有效截面积减小,交流阻抗显著增大,交变电能在传导过程中进行电热转换,使整个生产管柱温度升高,形成热源,以加热油管内被举生的液体,达到降黏、消除井筒结蜡的目的。

交变电流流经油管和套管形成串联回路时,大部分热能产生在油管上。以139.7mm套管和62mm油管为例,套管横截面积是油管横截面积的2.45倍,但二者的电阻率基本相同,由R=ρL/S可得到油管阻值为套管阻值的2.45倍。根据焦耳定律Q=I2Rt可得到,交变电流回路中油管产生的热量是套管产生热量的2.45倍,大部分热量都集中在油管上,系统热效高,热能损失较小,达到电热清蜡的目的。电加热油管装置见图1。

2 应用情况

为探索中深低产扶余油层油井合理降黏方式,延长检泵周期,开展了2口井电加热油管试验。

2.1 不同功率加热时温度变化

试验初期分别运行大小不等的5个功率对井下液体进行加热,不同功率加热时间均为4 h,通过连续实时监测井口出液温度绘制了不同功率加热时温度变化曲线(图2)。

图2中曲线具有如下规律:

1)温度上升过程中,上升幅度逐渐增大。加热段为井下10～1 300 m,先后运移至井口的液体在运移过程中单位时间内吸收的能量多少不同,先到达井口的液体得到的能量较少,温度上升的相对就较慢。

2)温度上升过程中,相同时间点大功率上升幅度大于小功率上升幅度且达到稳定温度需要的时间相对较短,达到的温度相对较高。根据公式Q=I2Rt=Pt可以看出,在相等的时间内,采用大功率加热产生的能量相对较多,井内液体吸收的能量也较多。

3)在1.5 h后,采用各功率加热液体温度均达到稳定。功率设定后Q值不变,当温度达到某一值,液体继续吸收能量但温度不变。

4)温度下降过程中,下降幅度逐渐增大。停止加热后,先后运移至井口的液体能量在运移过程中损失程度不同,后运移至井口的液体在运移过程中能量损失相对更多。

2.2 不同功率加热时载荷变化

试验初期分别运行大小不等的3个功率对井下液体进行加热,通过连续实时监测抽油杆载荷绘制了不同功率加热时载荷变化曲线(图3)。

图3中曲线具有如下规律:

1)采用各功率加热24 h内抽油杆载荷均达到稳定值。温度在1.5 h达到稳定后,管柱内集结的蜡晶体并未全部融化,而是需要持续加热逐渐变软、融化,并随油流运移出井筒。

2)大功率加热载荷达到稳定所需要的时间相对较短,且上载荷下降幅度较大,清蜡更彻底。采用大功率加热时,单位时间内产生的能量更多,液体温度更高,集结的蜡晶体融化得更快、更彻底。

3)从安全、节约能耗角度考虑,采用10 kW功率加热较合理。10 kW功率加热使载荷达到稳定值需要24 h,耗电240 kWh;20 kW功率加热使载荷达到稳定值需要15 h,耗电300 kWh;30 kW功率加热使载荷达到稳定值需要9 h,耗电270 kWh。10 kW功率加热最省电。

试验情况:在肇州201扶余油层试验区块肇31-29、肇38-281 2口井上使用了变频电加热油管采油清蜡装置。在应用该装置之前,肇31-29井平均检泵周期为300天,油井结蜡、结垢严重,生产上采取加药和热洗的方式清蜡。应用10 kW功率加热24 h后,上电流下降0.7 A,下电流上升0.1A,上载荷下降11.20kN,下载荷上升1.66 kN,载荷比下降0.5,井口出油温度由17℃上升到24℃(表1)。

对比试验前后地面示功图(图4)可以看出,试验初期达到了降低载荷比、提高原油温度的目的。

根据试验前后肇31-29井加药和电加热油管清蜡后油井载荷数据变化情况,绘制了相应的对比曲线(图5)。

由图5可以看出,加药有效周期为5天,电加热有效周期为10天,电加热清蜡更为彻底,有效期长,是常规加药的2倍。

3 效益对比分析

电加热油管清蜡费用:加热功率按10 kW计算,10天送一次电,每次送电24 h,平均每天耗资47.79元。

加药降黏费用:加药周期为5天,每次加50 kg油基药GJ1010,平均每天耗资73.42元。

两种方式费用对比见表2。

电加热油管装置单套费用13.02万元,投资回报期2.3年。

4 结论

电加热油管采油清蜡装置避免了因清防蜡剂质量问题造成的洗井无效、无特车保证而造成的结蜡躺井、洗井或作业造成的地层污染、地面环境污染及各种因素造成的诸多问题,社会效益十分明显。

该技术在采油八厂试验成功后,除了可以应用于常规井清蜡降黏,还可以应用于低产液井间抽起抽前的预热;实现扶余油层间抽,为该厂节能工作做出贡献,为扶余油层经济有效动用提供强有力的技术支撑。

参考文献

加热炉技术总结 第2篇

柳钢1450热轧板带工程1#加热炉工程，由北京凤凰工业炉有限公司设计、施工总承包，北京凤凰工业炉公司武汉分公司负责完成炉体机械设备、电气设备、自动化设备及仪表、电缆管线、各类介质管道等全部安装调试；钢结构制作安装；筑炉（含管道绝热）及烘炉等施工。该炉体长度49.20m，炉体宽度12.74m，设备安装量近1000吨，钢结构及管道制作安装量500多吨，炉子耐火材料砌筑量近2000吨。

该加热炉采用带有汽化冷却系统和高效预热装置以及具有大调节量的低氧化氮烧嘴上下加热的大型步进式加热炉。加热炉自动化程度较高，专业面广，涉及炉底驱动机械(液压传动)、炉底钢结构、炉顶空煤气管道、烟道、汽化冷却系统、烟道、炉体耐火材料砌筑、电气、仪器仪表及计算机控制专业等。本工程从2009年8月5日正式开始安装，至2009年12月28日点火烘炉，历时145天。

步进梁式加热炉总的施工程序为从下至上，从本体到外围的顺序进行。按图纸分类分别为：炉底机械安装、水封槽安装、下部钢结构安装、上部钢结构安装、炉内水梁立柱安装、炉顶大梁安装、各类设备安装、各种工艺管道安装、炉体其它附件安装和耐火材料砌筑。

加热炉安装的所有结构件、设备件、工艺管道的定位，都以炉子中心线和装、出料辊道中心线为依据确定，标高采用上道工序交付指定的高程点。

加热炉的关键机械设备的安装是炉底驱动机械，炉底机械工作的好坏，直接关系到钢坯在炉内的运行是否正常步进，也关系到活动水梁升降，平移整个循环连续动作的平稳性。因而炉底机械从最底层的斜轨座开始，就用精心精确的安装调整好，为了达到安装斜轨座的精确度，厂家隋设备一起制造了一台安装模具，方便调整位移和标高，斜轨座的垫板可采用斜垫板和平垫板配套使用，保证调整后的斜轨座标高控制在0.2㎜以内。

炉底机械中的升降框架和与之相配的定位轮安装，也非常重要，升降框架上下都没有滚轮，安装后下滚轮座落在斜轨座上，起框架升降作用，上滚轮放置在平移框架上，使之能前后移动，安装过程中要把握好几个关键控制点：

1、2、升降框架上的所有滚轮与炉子中心线要保证平行。上下两层框架与炉子中心线要保证平行。

3、第一个滚轮的圆心与出料端（或进料端）辊道中心线的距离严格按设计尺寸控制。（这时整个炉底机械的位置处于零位位置上）

4.保证升降框架上滚轮标高的绝对水平（以图纸设计标高为准）。

定位轮主要控制框架在前后运动时，始终保持直线状态，定位轮分上下两层，安装在平移、升降框架的两侧。安装时滚轮边与框架的滑板间隙控制在0.2mm即可，缝隙不可过紧，也不可过大。

加热炉钢结构是一个骨架式有机整体，分上部和下部，下部钢结构主要构件有：柱、纵梁、铺梁。柱的根部和铺梁的两端与砼基础连接，安装时可先将柱、纵梁粗略按设计位置放到位，然后立即安装铺梁，铺梁的位移、中心标高严格控制，再将纵梁和柱由下往上紧紧地与铺梁中部顶撑住，再复查一遍铺梁上表面的标高，每根铺梁复查三个点（中部和两端），标准在0～+2mm之内，个别铺梁由于制作平整度超差，可根据实际情况，增减铺梁两端的基础垫板加以调整。

上部钢结构主要由上下圈梁、墙板和顶部大梁组成。安装时控制好墙板的垂直度及对称墙板间的尺寸，以保证炉膛砌筑宽度。为了炉侧烧嘴安装的准确，墙板上的烧嘴孔，在上部钢结构全部安装固定后再开孔。顶部大梁安装需待炉内的梁水梁立柱全部吊装就位后，再开始安装。

炉底机械和下部钢结构安装检验合格后，开始安装水梁立柱。位于炉内的水梁立柱其功能是支承和运送加热后的钢坯出炉。水梁立柱分固定和活动两种，固定与炉底铺梁连接，活动的安装在炉底机械的平移框架上。水梁立柱安装的要点为：关键在柱的垂直和预拉伸的掌握上，单根的柱子垂直度校正且施焊后，在一组（每组六根柱子）中的第一根柱与纵梁三通焊接，然后再接6、2、5、3、4的顺序逐根与纵梁三通连接，除第一根柱子是在垂直的情况下与纵梁焊接外，其余均要按设计要求，采用拉伸的方法与纵梁三通对口焊接，（按设计要求拉伸的水梁立柱，待炉内温度达到工作温度时，因热胀恢复垂直状态）柱与纵梁连接的焊缝，坡口要磨光，先用氩弧焊打底，再用电焊盖面，全部焊接完成后，焊缝进行100%超志波，10%射线探伤检验，达到Ⅱ级焊缝检验标准为合格。

水梁立柱的纵梁上部为耐磨高温的不锈钢滑块，校正水梁立柱时，以该滑块顶部高度为准，通过水梁立柱与纵梁三通处的焊口精调标高，这样同时也消除了炉底铺梁和炉底平移框架安装时所产生的高差，在调整滑块标高的过程中始终用水平仪配合施工。

加热炉的工艺管道按介质分类主要有液压管道、汽化冷却管道、空煤气管道、水冷管道等，原则上在系统设备安装就位后开始施工，在这些管道中液压管道和汽化冷却施工程度、质量尤其重要。

炉子液压系统是保证炉子安全平衡运行，满足工艺条件的重要环节，液压管道在安装现场切管、弯管和配管，管子用机械切割，用弯管机冷弯，管子最小弯曲半径不小管子外径的3倍，软弯的最小弯曲半径应不小于软管外径的9倍。本加热炉液压管采用不锈钢管不用酸洗，用压缩空气吹扫干净即可。进行管路压力试验，在试验压力稳压10分钟，然后降至工作压力进行全面检查，所有焊缝和有关接口无渗漏，管路无永久变形为合格。

加热炉汽化冷却系统施工战线较长，从给水泵房开始，到汽包间到循环泵，直至炉内的水梁立柱，本加热炉汽化冷却系统设备和阀门有104吨，管道近60吨，支座支架20吨。汽化冷却系统主要作用是确保炉内的水梁立柱在高温的环境中正常运行。整个系统的焊接质量是关键，所有焊口均采用氩弧焊打底，电焊盖面，焊口不得有裂纹，夹渣，气孔，未溶透缺陷，所有管材需有材质合格证书，管道组对前仔细检查管口尺寸，偏差，施焊前焊条按说明书规定严格进行烘干，所有操作焊工必须有焊工合格证，焊后的焊缝应保持缓冷，焊缝按图纸要求进行探伤检验。

耐火材料施工是加热炉又一道关键的工序，耐火材料自身的质量和施工的质量，直接影响到炉子的使用寿命。加热炉耐火材料施工必须抓住两个关键、特殊工序，一是水梁包扎施工，二是炉顶的可塑料捣打施工。

加热炉的耐火材料品种较多，有浇注料、可塑料、锚固砖、粘土砖、轻质砖、还有发挥绝热作用的耐火纤维制品，光是浇注料就有致密高强浇注料、高铝低水泥浇注料、低水泥浇注料、轻质浇注料、纤维浇注料等好几种；各种耐火纤维制品按厚度、材质分类，多达十几个品种，再加上砖、可塑料又分不同的型号，因此在开工前，必须按各种耐火材料的使用部位、型号分类堆放，避免在施工过程中混淆。同时注意材料进场后，必须进行送检，待送检合格后方可使用。泥浆的配合比严格按生产厂家提供的产品说明书进行搅拌。

炉内支撑梁主要由固定梁和活动梁组成，其包扎质量将有直接影响炉内支撑梁的绝热效果，进而影响加热炉的使用寿命。首先将剪裁好的纤维毯沿立柱和水梁上的锚固钉螺施线包扎紧密，接缝处压紧、压平，水梁钢管面不得从纤维毯接缝处漏出；纤维毯包扎完毕后，将剪裁好的塑料薄膜沿立柱和水梁上的锚固钉螺施线包扎紧密，接缝处压紧、压平，纤维毯不得从薄膜中漏出；然后用准备好的塑料绳将包扎好的立柱和水梁缠绕紧密，避免纤维毯将浇注料中的水分吸走，造成浇注料水分不足，形成蜂窝、麻面。振捣采用ф30的棒头，振动棒操作人员必须仔细振捣，振捣时应尽量保护好模具和支撑梁上的锚固钉不受损伤。振捣点应选择在径板与木条的交接处，严禁直接振动棒直接接触镀锌铁皮。振捣至浇注料中无气泡冒出为止。浇注完成24小时后拆除模具。

炉顶压下处可塑料捣打采用支撑模，其安装模板的标高，应比设计炉顶的高度低5㎜左右，以保持炉顶内表面有适当的拉毛、修正余量。拆模后立即刮毛、修砖面、切胀缝、扎透气孔。炉顶浇注料采用钢管支模，模板支设采用满堂架支撑于炉底，脚手架站杆在纵横向间距为1m×1m，横杆竖向间距为1.2m，炉顶模板采用1500×300×50mm的钢模板，辅以木模板，模板支设标高应略高于设计标高3mm。待模板支设好后，挂上吊挂砖，用事先准备好的木楔将锚固砖塞紧，炉顶膨胀缝留设按炉长方向每7块挂硅留设一条胀缝，炉宽方向按6块挂砖留设一条胀缝，材料采用PVC板填充。

提起加热炉耐火材料施工，不得不说模具制作，加热炉的主要模具有：炉墙上所有门，孔洞，炉顶压下部位，两端水冷梁，炉内的水梁立柱，围提提等，由于浇注占到了加热炉的整个耐火材料总量的2/3，坚实牢固，尺寸规范的模具，才能为浇注质量提供基本保证，由于加热炉炉型复杂，模具制作的工作量大，模具制作必须提前开始，模具制作及支模质量好坏，直接影响到浇注料施工质量，因此模具制作的管理和监督不容忽视。

另外本工程炉墙浇注料支模形式由传统的“满天红”支模形式改为单排工字钢立柱支模（见炉墙浇注料支模示意图），从而减少大量的人力、物力，改善了施工现场作业环境，也大大加快了加热炉耐火材料施工的施工进度。

耐火材料施工工作量大、工期紧；加上作业环境差。只有科学地安排，合理地组织人力、物力，加上好的外界条件（如行车、上道工序的交出时间），才能保证工期和质量的实现。在加热炉结构、机械等专业施工的同时，电气、仪表安装工作也必须同时进行，形成一个多层交叉作业的局面，才能保证整个网络工期实现。电气、仪表安装进度总体上应满足总网络计划要求，安排上要突出重点，以点带面。如：配电系统的安装应最先完成；与试车有关的能源介质传动系统其次，但必须调试和试车创造条件。

在加热炉工程中，电力传动设备主要有助燃风机、稀释风机、液压站电机、装、出钢机、炉门升降装置、排污泵、各类电动阀门等。主要电气设备有配电柜、逆变器柜、变频控制柜、整流器柜、PLC柜、UPS柜、操作台、现场操作箱和各类编码器、检测器、接近开关等。各类动力、控制电缆主要通过电缆桥架或局部穿管敷设。在炉区设有工作和保护接地网。

加热炉工程中，电气专业主要有盘柜安装、电气保护管安装、电缆桥架安装、电缆敷设接线、硬母线安装、照明安装、接地装置安装等工作。仪表专业的主要内容是加热炉各个温度控制段的温度控制、助燃风压力控制、炉膛压力控制、燃气压力控制及相关的自动保护控制。主要设备有各类热电阻（热电偶）、各类温度计、测温仪、压力变送器、压差变送器、各类压力表、调节阀（含切断阀）、仪表控制柜、仪表保护箱、保温箱、显示表、液位控制装置等。在这里因篇幅有限，我就不一一向大家述说，下面就本加热炉电器仪表施工中的特殊、关键工序：炉体仪控设备和变送器安装向大家简单介绍一下：

1.炉体仪控设备安装：

a、就地仪表的安装位置应考虑操作和维护方便，不宜安装在振动、潮湿、易受机械损伤、有强磁场干扰或温度变化剧烈的地方，仪表的安装高度应便于操作和观察，一般为仪表中心距地面1.2～1.5m。

b、直接安装在工艺管道的仪表，应在工艺管道吹扫后压力实验前安装，并随工艺管道一起试压。必须与管道同时安装时，在管道吹扫前将仪表拆下。

c、仪表上接线盒的引入口不应朝上，以免灰尘、水或其它物品进入盒内，接线完毕，接线引入口应及时封堵。

d、对仪表和仪表电源设备进行绝缘电阻测量时，应有防止弱电设备及电子元件被损坏的措施。2.变送器安装：

a、变送器一般应安装在距测量点较近之外，周围环境应无大的温度变化及较大的振动，温度和湿度条件适合该仪表的使用条件。

b、露天安装的变送器应有防雨板并根据情况采取防冻措施，当安装保温伴热时按照保温伴热要求执行。

C、安装变送器时用设备所带的卡板及螺栓固定φ40㎜的管支座上并找平找正。并列安装多台变送器时水平高度应一致，误差应不大于3㎜。

d、测量液体或时，一般应将变送器安装在与取出点同一高度位置上，以免附加静压产生的误差对仪表产生影响。

e、使用φ12㎜的紫铜管，采用与接头螺纹相符合德卡式套接手连接，每台变送器均应有三通或五通阀组，测量管与变送器连接时应做成“S”型。

f、变送器安装后应可靠接地。

本加热炉工艺设备技术先进，自动化程度高，施工队伍要有相应的技术技能和精良的技术装备，方能保证工程的实体质量，电气安装涉及转动，计算机、仪表等方面需要各类人员的介入。加热炉仪表工作量相对较大，且受前道工序制约较多，这些都要求项目在整体安排加以平衡。

焦化加热炉扩能技改新技术的应用 第3篇

【摘要】本文以某厂100万吨/年焦化加热炉改造为依托，介绍专利技术的应用及改造后运行的效果，焦化加热炉改造后运行能力达到120万吨/年，装置焦炭产率比上一年度下降1%～1.6%，干气由改造前的大于5%降到3%左右，加热炉热效率由90.56%提高到92.94%。

【关键词】焦化加热炉；双面辐射；附墙燃烧；定向反射；新型加热炉辐射管支架

近年来随着国外焦化装置新工艺、新技术、新设备的引进，国内原有焦化装置的高能耗，低热效在新的国际国内环境下必须进行深度改造，以适应新市场的需求。因扩能需要对原有100万吨/年延迟焦化装置扩能至120万吨/年，经核算，需要对焦化加热炉进行扩能改造。

1.装置改造要求及原焦化加热炉简介

装置扩能改造周期短，为节省装置改造投资，应尽量减少改动量，充分利用装置现有主体设备焦炭塔、压缩机、分馏塔等相关设备的情况下，要实现装置加工能力由100万吨/年提高到120万吨/年，必须提高加热炉的热负荷才能满足工艺要求。

延迟焦化加热炉是延迟焦化装置的核心设备之一，100万吨/年延迟焦化装置采用一炉两塔工艺，加热炉采用四管程卧管箱式炉、双面辐射，炉体由两个辐射室、两个对流室及一个烟囱组成。炉底共设置96台低NOx气体燃烧器，工艺介质经对流室进入辐射室炉膛加热至操作所需温度，辐射盘管由数个炉顶吊架支撑。工艺介质炉管规格为φ114.3X8.56、饱和蒸汽炉管规格为φ127X8、过热蒸汽炉管与脱氧水炉管规格为φ60X5，工艺介质辐射室炉管与遮蔽管材质采用ASTM A335 P9、其余炉管采用ASTM A335 P5，过热蒸汽炉管与脱氧水炉管均采用15CrMo材质。

加热炉主体钢结构不变的情况下如何在辐射室空间大小几乎不变的情况下改善加热炉受热条件、如何提高热负荷、如何布置辐射加热盘管以及如何使改造后加热炉热效率显著提高成为改造的关键节点。

2.焦化装置加热炉扩能改造的工程设计

2.1 优化辐射室炉管排布方案

要实现装置扩能，关键是要提高加热炉的处理量，根据设备结构限制和扩能改造要求，加热炉在辐射室每管程新增12根辐射炉管，其中规格为φ114.3X8.56炉管6根，规格为φ127X10炉管6根，且布置在辐射室末端，介质在辐射室内部出口段经一次扩管后进焦炭塔，新增炉管材质均采用ASTM A335 P9。

重质油在焦化加热炉辐射室中的热转化反应一般分为裂化反应加热阶段、缩合反应加热阶段和过热加热阶段共三个阶段。重质油在三个加热阶段发生的转化反应不同，物性和流动状态不同，对热量的需求量也不同，所以三个阶段对炉管外烟气传热有着截然不同的要求。重质油在裂化反应加热阶段和过热加热阶段对传热的要求是大温差、高传热效率；在缩合加热阶段要求小温差、低传热效率，通常简称为“两高一低”，满足“两高一低”的要求就可以减缓辐射室炉管结焦速率、延长运转周期，提高处理能力[1]。

根据加热炉改造后的辐射室热分布分析，重质油在辐射室不同加热阶段对管外传热的要求，对加热炉辐射进料流程进行如下优化：介质从对流室出来先经辐射室炉顶水平布置辐射管后抽出，经转油线由辐射室底部第一根炉管再次进入辐射室，由辐射室上部抽出进入焦炭塔。加热炉改附墙燃烧后，辐射室底部除传统的辐射热以外增加了辐射墙的定向反射热，因此辐射室底部采用双排管方案，充分利用辐射室高温区的布管空间，同时兼顾辐射炉管管外传热与管内介质吸热相匹配的工艺流程，减缓辐射炉管结焦速率，延长运转周期，为提高处理能力创造条件。

2.2 燃烧器改传统的空间燃烧为附墙燃烧

双面辐射焦化加热炉炉底燃烧器的传统设置是置于辐射炉管与辐射炉墙之间。经过几代燃烧器的技术发展，目前焦化加热炉主要使用的是低NOX燃烧技术，低NOX燃烧器需要较大的安装空间，因此燃烧器中心至炉管中心和炉墙的间距要求更大。

随着附墙燃烧技术的引进，国内炼化装置加热炉扩能改造离不开燃烧器的更新换代。本次焦化加热炉的扩能为有效提高加热炉热负荷，全炉共96台低NOX燃烧器全部更换为焦化专用低NOX附墙燃烧器，为使炉墙温度分布均匀，单排燃烧器数量由原来的14台更改为17台，并采用主辅燃烧器相结合，进一步消除炉墙温度排布不均的情况。焦化专用附墙燃烧器采用小型、扁平焰、分级燃烧的低NOX燃烧器，其主要特点是：1）.火焰稳定性好，刚度大，按工艺定向设置不偏离，不添炉管，形状良好，火苗齐、扁，单排多燃烧器组合燃烧效果好；2）.燃烧器调节比高，可调性好，可按工艺需要进行快速升降温；3）.节能，附墙燃烧采用热壁辐射技术，火焰按工艺要求，舔炉墙贴着炉壁上升，把炉墙加热成均匀的热壁载体，传热方式由传统的热辐射变成炉墙的定向反射热+辐射热，炉管受热更均匀，避免管内介质局部过热、结焦，提高炉管的使用寿命和加热炉的热效率；通过强化燃料燃烧，控制燃烧器火焰高度，有效提高辐射室传热量占全炉热负荷比例，从而提高全炉炉管表平均热强度和加热炉的处理能力；[2][3]4）.减排，NOX的排量最低可达到30ppm以下。

2.3 加热炉改造后的结构特点

2.3.1 新型辐射管支吊架设计及热膨胀设计

加热炉原采用单排卧管双面辐射炉型，经扩能改造后辐射室排管采用混排型式，辐射炉顶炉管为单排管单面辐射，采用独立的辐射管支吊架支撑；辐射室炉底部炉管为双排管双面辐射，采用特制的“新型加热炉辐射管支架”[4]支撑；辐射室其余炉管为单排管双面辐射，采用与原结构一致的支吊架结构。

加热炉辐射管架为上端支撑的静态铸造板式结构，支撑点设置在辐射室炉顶壁外的承重梁上。该管架由上中下三部分组成，各部分采用轴铰连接，该管架具有沿管长方向允许位移量较大，管架自重较小的优点。

辐射炉管支吊架采用铸钢HK40+Re材质，加热炉改造以后辐射室内最高平均温度约800℃，辐射炉管支吊架处于高温环境下干烧，材质的线膨胀系数比较大，辐射炉管支吊架在热态下带动炉管整体向下移动，位移量超过90mm。辐射支吊架的热膨胀对转油线的影响相当大，经应力分析核算，对转油线进行优化布置的同时，也对辐射管入口支撑型式进行特殊的设计，采用随同炉管同步移动的密封结构，既保证密封又保证辐射管随支吊架上下自由移动，开工运行至今进口炉管无显著变形、无串气和泄露现象发生。

2.3.2 耐火炉墙结构设计

原加热炉辐射室采用纤维结构的炉衬，侧墙和中间火墙采用的是传统空间燃烧器用耐火砖。空间燃烧器改为附墙燃烧器后，传统耐火砖已不适应新工艺要求，因此对辐射室侧墙和中间火墙进行改造。

辐射室侧墙改造总高度为3m，其中炉墙高度为2.5m，附墙燃烧器火焰高度控制在2.5m以下，采用附墙燃烧以后，炉侧墙看火孔全部拆除，采用浇注料+高铝陶瓷耐火纤维+高温轻质莫来石耐火砖复合衬里结构方案，并按标准要求设置相应的拉砖结构，保证炉墙的稳定性；炉墙耐火砖以上0.5m的衬里更换为纤维毡+含锆耐火纤维模块，有效与利旧部分的内衬进行衔接。采用附墙燃烧器后炉墙直接承受高温火焰冲刷，温度高强度大，为防止高温烟气通过炉墙膨胀缝串入炉墙内部衬里，导致炉墙紧固件失效，设计时将燃烧器与侧墙膨胀缝错开，避免火焰或高温烟气直接串入膨胀缝；同时采用特殊的膨胀缝结构，用耐火纤维对膨胀缝进行塞填。采用浇注料背衬纤维制品的复合衬里结构除具有良好的隔热性能以外，还具有较好的抗露点腐蚀的能力。

辐射室中间火墙采用附墙燃烧后，为强化底部传热，采用了凹凸结构的设计，中间火墙共设置为三层，底部第一层采用高温轻质莫来石耐火砖，顶部两层均采用轻质高铝耐火砖，2m以上的高度均设置折流砖。

辐射室侧墙与中间火墙的改造既要考虑所选用的耐火砖耐火性能指标，要求耐火砖有低的导热系数，较高的最高使用温度，还要具有良好的热稳定性，又必须考虑加热炉原有钢结构的承载能力与加强方案的可实施性。

2.3.3 辐射室炉管双点注汽技术

加热炉注汽的目的在于加大重质油在炉管中的流速和改变重质油在炉管中的流动状态，将层流最大限度的改变为湍流，湍流不易生焦，但注汽量过大会影响后续操作和最终产品，因此注汽点的设置和注汽量的控制是衡量焦化加热炉技术水平高低的重要标志之一。

目前国内外普遍采用多点注汽技术减少注汽量及炉管压降。本加热炉改造后辐射室第一点注汽设置在辐射室炉底第一根即辐射进料口，用于降低裂化产物分压，促进重质油的重组分进一步发生裂化反应，第二点注汽设置在辐射炉管扩径的位置，用于提高重质油在炉管内的流速，尽可能减少高温重质油在炉管内发生缩合反应而生焦。

加热炉正常生产期间在确保供热量或出口温度不变的情况下，可以通过控制注汽量的大小来控制介质在管内的总停留时间，从而优化加热炉出口热转化率、炉管平均热强度等关键工艺参数。

2.3.4 炉管管壁热电偶的设置

炉管壁温测量的准确性是确保加热炉安全运行和优化操作的重要依据，通过炉管壁温的变化，可以判定管内介质流量分布与温度分布，依此推断管内介质反应阶段，控制加热炉炉管生焦速率。由于辐射室炉管重新排布，根据监测需要单程共设置9个管壁热电偶，为确保壁温热电偶的安全、测量有效、准确，管壁热电偶设计时应明确如下要求：1）.管壁热电偶测点定位后应采用尽量短的热电偶导线，且尽量避免导线跨高温度区布置；2）.热电偶导线应尽量避免接触高温炉支吊架，且固定点不能设置在高温炉管支吊架上；3）.热电偶末端不宜采用刀刃头，应优选刀刃片；4）.热电偶测点应设置在炉管向火面60°范围内；5）.热电偶测点定位后应设置屏蔽罩，屏蔽罩内用陶瓷耐火纤维填实。热电偶末端采用刀刃头结构虽然制造、安装方便快捷，但是刀刃头结构太大，屏蔽罩大小设置不合理，影响测点准确性的同时也局部影响炉管受热，改变管内介质局部温度场分布，易导致管内局部结焦。

2.3.5 余热回收系统改造

加热炉原设有水热煤空气预热器，预热器排烟温度180℃左右，充分利用加热炉烟气余热的同时又有效防止烟气低温露点腐蚀。空气预热器是充分回收烟气余热、提高加热炉系统热效率的主要设备，随着余热回收技术和抗蚀材料的发展，为烟气余热挖潜提供条件。本次预热器进行局部结构改造和设备材质升级，装置改造运行后预热器排烟温度下降至100℃左右，进一步提高烟气余热的利用率，有效提高加热炉热效率。

2.3.6 其他节能措施

加热炉采用全密封技术，严格控制加热炉散热和“跑、冒、漏”。加热炉辐射侧墙炉壁看火孔全部拆除，辐射室端面看火孔全部更换为全密封结构的石英玻璃看火孔，全部拆除炉底看火孔，优化加热炉所有工艺接管进出口密封结构，局部更改防爆门与炉体连接结构，有效解决炉体密封问题。

3.加热炉改造效果

加热炉扩能改造完成后装置一次性开车成功，设备处理能力达到既定目标，目前装置平稳运行近两年，各目标参数均达到设计要求。加热炉改造后，装置焦炭产率比上一年度下降1%～1.6%，干气由改造前的大于5%降到3%左右，加热炉热效率由90.56%提高到92.94%，达到节能降耗增产的目的，获得明显的经济效益。

4.结语

1）装置扩能改造应实地调研设备运行情况，挖掘设备潜能，兼顾设备操作灵活性、安全性和可靠性，尽可能利用设备结构和材料，准确核算，慎重取舍，避免在用资源浪费。

2）扩能改造不仅仅是处理量的扩大，更重要的是技术升级，合理利用软件与硬件技术进行优化分析，解决现有设备技术瓶颈。

3）按该技术方案改造加热炉，可以提高旧设备的材料利用率，按设备结构特点，合理布置炉管、充分利用附墙燃烧技术等优化辐射管热强度，有效提高加热炉热效率和设备处理量，最大限度的减少改造投资。

4）按该技术方案新建加热炉，既可以有效提高加热炉热效率和处理量，又能节约设备建材，减少设备投资；还可以有效利用装置平面空间，节约装置用地。

参考文献

[1]郑战利，孙志钦，霍鲁光，孟庆凯.一种提高延迟焦化加热炉能力及延长运转周期的技术.炼油设计，1999年12月，第29卷第12期.

[2]郑战利，孙志钦，霍鲁光，孟庆凯.石油化工管式炉“扩能”技术的研究与应用.石油化工设备技术，1999，20（6）.

[3]梁文彬.双面辐射阶梯炉在延迟焦化装置上的应用.石油化工设备技术，2010，31（3）

[4]新型加热炉辐射管支架.实用新型专利 ZL 2012 2 0094960.5

作者简介

电加热油管清蜡技术研究及应用 第4篇

1 技术原理

根据集肤效应原理[1],当工频交流电流通过铁磁性钢管材料时,由于集肤效应的作用,使钢管的有效过电截面积减少,交流阻抗显著增大而发热。该项工艺中把油管和套管作为工频电流的回路,油管是外集肤,套管是内集肤。因套管直径大于油管直径,一般套管截面积是油管的3倍左右,而两者的电阻率相同,油管上的电压降远大于套管上的电压降,因而系统产生的热量主要集中在油管上,当油管的温度达到一定值时,结晶在油管壁上的蜡就会熔化脱落,随油井产液排出,从而达到清蜡目的。

2 配套技术的研究

2.1 桥式钢连接绝缘短接的研制

电热油管技术的关键部件之一是油管绝缘短接,它即承受着所有井下管柱的重量,还要起绝缘作用。最初使用的是玻璃钢绝缘短接,现场使用中它的断脱率达到20%左右,致使作业费用上升。为了彻底解决短节的断脱问题,研究设计了钢连接式绝缘短接:它完全采用钢连接形式,钢与钢之间进行绝缘处理,并改变绝缘材料的受力状态由承受拉力改为承受压力。

另外,在139.7mm(5讓讈吋)套管中,套管内径仅为121～124mm;绝缘短接的最大外径为104mm,其一侧与套管的间隙仅有10mm左右,而井下电缆的外径为12mm,这样施工时就会发生绝缘短接挤电缆的现象,破坏电缆的绝缘层造成短路。为解决此问题,我们将绝缘短接下面的接线端子通过进行了绝缘处理的铜板桥引到绝缘短接上面,这样走电缆的空间就增大到25.5mm,完全可以避免挤电缆现象的发生,保证了施工的成功。

2.2 高压井口接线器的研制

为解决在高套压井上的井下电缆密封问题,并方便与流动送电车对接,特研制了高压井口接线器[2],其密封强度达到了25MPa。通过了带电运行试验,证明其工作可靠,现场安装方便。该技术的突破,为电热油管技术在高套压井上的推广扫清了障碍。

3 电热油管的清蜡效果

有了上述技术做保证,随即开始了电热油管清蜡现场试验,试验井选在沈161、沈611及法哈牛3个区块,这3个区块的相关数据如表1所示。

本次试验的首要目的是观察电热油管对这些井加热后能够达到的温度及实际的清蜡效果。根据现有的技术条件,判断清蜡效果的主要依据是抽油机电流、抽油机负荷和示功图、产出液中含蜡量变化,清蜡后抽油机上行电流应下降,抽油机负荷应降低,清蜡过程中产出液的含蜡量应增加。

3.1 抽油机电流及示功图变化

该试验在前42-58井上进行,加热前测得抽油机电流为80A/43A,测得抽油机最大负荷88kN,最小负荷为38kN,示功图显示有结蜡现象,原油出口温度为20℃。

现场加热电压350V,加热电流355A,加热功率达到了106kW。在加热220min后温度达到了平衡点38℃,此后温度稳定在38℃。又持续加热2h后停止加热。

加热结束后测得抽油机电流为78A/42A,可看出上行电流降低了2A,下行电流降低了1A;重测示功图,最大负荷降为86kN,降低了2kN,最小负荷降为35kN,降低了3kN,图形上原来显示结蜡的部分消失了。

3.2 产液中含蜡量变化

假设电热油管工艺对清除油管壁上的结蜡是有效的,那么当加热温度达到一定值后,产液中的含蜡量就会明显升高;再经过一段时间,熔化的蜡排出后,产液中的含蜡量就会下降。

试验是在法46-45井上进行的,加热过程中,在不同的时间分别对产出液取样,直至加热结束。然后化验样品中蜡的含量,化验结果如表2所示。

从表2中数据可以看出:在加热的最初2h内含蜡量开始上升,在3h达到了最高值(就样品而言),而3.5h产液温度也达到了本次加热的最高温度38℃,此后产液中的含蜡量开始下降。

从本次试验可以看出:产液中含蜡量的变化规律与我们的推断是相吻合的,这也证明了电热油管加热清蜡是有效的。

3.3 产量变化

加热清蜡效果的另一证据是油井加热后产量上升,比较明显的是法46-45井,加热功率71kW,加热5h,该井在加热完后产液量逐步上升,4d后由加热前13.4t上升到了18t,日产油由1.9t上升到3.2t,日增油1.3t,含水由86%降为82%。这与热洗清蜡后含水上升、产油下降形成了鲜明的对比。在后来的加热清蜡过程中也看到了同样效果。

3.4 起管观察

电热油管清蜡效果最直接的证据是实际观察清蜡后油管的结蜡状况。2009年11月30日前42-58井作业检泵,利用此机会对作业过程进行了密切跟踪,在作业前对该井进行了加热清蜡,加热功率87kW,加热时间5.5h。

为保证能清楚的观察到油管的结蜡情况,作业前没有洗井。油管起出后现场观察:上部25根油管(230m)内有3mm左右厚度的蜡,从26根起蜡层变薄,从27根起油管内就是没有蜡。上部230m油管内有蜡,说明加热清腊时间稍短,在熔化的蜡还没有完全排出油管时就停止了加热,造成了蜡在该段油管内凝固。

3.4 加热功率的确定

为了摸索不同加热功率下的温度变化规律,又进行了一组对比试验:试验选在前42-58井上进行,第一次试验现场送电89kW,结果出油温度从21℃上升到37℃只用了250min的时间,温度上升速度为0.064℃/min;第二次试验现场送电106kW,结果出油温度从20℃上升到37℃只用了170min的时间,温度上升速度为0.1℃/min。这2次加热的温度上升曲线如图1(a)、图1(b)所示。

从上述试验可以证实:功率越大达到温度平衡点所需的时间就越短。

3.5 加热时间的确定

根据每口井的产液、含水及送电功率情况来合理确定每口井的加热清蜡时间,这是既要保证清蜡效果,又要节约电能的一项关键技术。对此采取了理论计算与现场试验相结合的方法来进行。

理论计算过程[3]是对具体电热清蜡井,其加热深度L是一定的,当产出液进入接触器以上的位置时,即开始吸收油管发生的热能[4],进入了加热过程,当流过绝缘短接以后加热过程即结束。所以产出液从接触器位置始到绝缘短接位置止所需要的时间,就是有效的加热时间。

假设油管内的液体是匀速从井底向上流动的液相流,则有:

式中Q流量,m3;

S流道横截面积,m2;

V流体流速,m/s;

t过流时间,s。

针对每口井而言,已知单井日产(即Q)、生产时间(t)和油管的横截面积、抽油杆的截面积,据此可得液体在油管内的流速V:

由速度公式:

式中L加热深度,m;

T加热时间,s。

将式(2)带入式(3),则得有效加热时间为:

由式(4)即可求得不同油井产量下的加热时间。

上述计算只是一个简单的计算,没有考虑油井的实际流态(实际是油、水、气三相混合流或是某一单相流)、环套热散失及加热功率等。

4 现场应用情况

截至目前,电热油管清蜡技术已在沈阳采油厂现场应用了60口井,对这些井,根据前述研究成果和各井的具体情况制定了清蜡周期,定期用流动送电车对这些井进行加热清蜡,平均加热功率50～60kW,每次加热5～7h,并对清蜡前后的抽油机电流、功图负荷、温度等数据跟踪对比,数据显示均取得了良好效果。所有井生产平稳,免除了热洗清蜡,没有出现由于结蜡而躺井现象。与热洗对比,这60口井已累计间接增油6 480t,创经济效益648.15万元。

5 结论

(1)利用油管电加热的方式可有效的清除油管上的结蜡,在部分井上还取得了增加油井产量的效果。不同区块加热清蜡所需的温度不同。

(2)现场的加热功率取变压器容量范围之内的最大值,以减少清蜡时间和提高出油温度,改善清蜡效果。

(3)单井的清蜡时间可参考上述的计算方法,并结合油井的含水、加热功率来确定;为更好的排出油管内熔化的蜡,加热时间应在达到估算时间或析蜡温度时的基础上再增加1～2h。

摘要：通过深入研究电热油管清蜡的有效性、绝缘短接的断脱和电缆密封等问题提出了相应的解决办法。通过试验总结出了送电清蜡应采用的频率、功率、加热时间等。

关键词：电热油管,清蜡,电缆密封

参考文献

[1]周省三.电磁场的应用[M].北京:高等教育出版社,1991:262-268.

[2]张琪.采油工程原理与设计[M].东营:石油大学出版社,2001:4-7.

[3]刘仁家.机械设计师手册[M].北京:机械工业出版社,1987:5-9.

电弧加热发动机参数的测量技术 第5篇

电弧加热发动机参数的测量技术

介绍了光谱辐射法、激光诱导荧光法、静电探针法等接触式和非接触式测量技术,以及电子温度、重粒子温度、羽流速度等参数的测量,并对其结果进行了分析与论证.实践证明,激光技术的应用为准确了解流动过程的`细节提供了可能,将成为参数测量的主导技术.

作 者：陈黎明 赵文华 党道远 CHEN Liming ZHAO Wenhua DANG Daoyuan 作者单位：清华大学工程力学系,北京,100084刊 名：应用基础与工程科学学报 ISTIC EI英文刊名：JOURNAL OF BASIC SCIENCE AND ENGINEERING年，卷(期)：9(4)分类号：V439.4关键词：电弧加热发动机 羽流 测量

电加热技术 第6篇

关键词：二次发酵；现代农业

当湖街道是平湖市蘑菇产业的发源地，也是蘑菇种植面积最大的街道之一。近几年蘑菇产业发展较快，作为特色优势产业带动街道农民增收成效显著。截止2012年底，当湖街道的蘑菇种植面积已发展到28.93万平方米。

1 推广蒸汽加热二次发酵的技术背景

蘑菇生长必须依靠菌丝摄取培养料中营养成分，因此，优质的培养料是蘑菇优质高产的物质基础。目前，蘑菇二次发酵多采用明炉干热加温，不仅升温慢容易形成死角，使培养料受热不匀，难于达到二次发酵的质量要求，而且明炉加温存在火灾烧棚和一氧化碳中毒等严重事故隐患。二次发酵质量好坏直接关系到双孢菇生产的成败，推广蘑菇培养料蒸汽加热二次发酵技术具有产汽足、蒸汽热量高、升温快的优点，不仅能有效提高蘑菇培养料二次发酵质量，杀灭培养料中的有害病虫源，而且其生产操作简便又安全，适合当前蘑菇规模化、集约化、安全化的生产发展需求，对推进蘑菇产业向生态高效发展具有积极的意义。

2 推广蒸汽加热二次发酵的技术方法

2.1 改进设备功能提高加温效率。

2004年起，当湖街道就开始试验蘑菇蒸汽加温设备，经历从自制设备到CWNG加温专用设备的过程。2012年，通过使用实践，进行了认真的分析研究，对加温器生产上的四项薄弱环节进行了改进：①加温器出汽管原有三弯曲使汽距离缩短，改为一弯。②加煤的炉堂空间太小，改进为盆底式扩大加温受火面积，加快升温。③烟道弯曲并在烟囱增加筛网防止火星外窜，杜绝火灾隐患。④湿热产气管太细，排气不畅，改用粗管，便于蒸气排出。通过改进，不仅减少了用煤量，而且加快了升温速度，效果明显。

2.2 政策扶持减轻农户资金负担。

为解决农户资金紧张压力，经过申请、审核、公示等流程，对统一购置“蘑菇专用常压加温器”进行了政策补助，市财政补助资金2000元/台，街道财政补助资金1000元/台，2012年共新添置12台，农户享受补助资金达3.6万元。

2.3 开展技术培训，提高菇农技术水平。

2012年，为了提高菇农的生产技术水平，专门举办了4期蘑菇生产技术培训班，参训人数达309人，发放技术资料5期，800多份。从消毒、堆料、后发酵、生长管理、病虫害的综合防治等方面加以培训，使菇农基本掌握了高产技术，为增产增收打下了坚实基础。

2.4 抓好标准化技术推广，为增产提供基础。

2.4.1 严格消毒。春菇结束以后，及时出废料并远离菇房，不任意堆放在菇房周边，以免造成污染。出料后及时冲洗床架，不留死角残物，然后打扫地面，铲去地面表层老土，采用高浓度药物进行薰杀或喷杀。同时，清除棚外杂草和残物，撒上新鲜石灰粉，待蘑菇培养料进房前一个星期再做一次薰蒸杀菌工作，消毒严格到位是保证高产的前提。

2.4.2 配料标准，堆制科学。培养料配方严格按照标准，以1000平方尺为标准：稻草3000kg、饼肥200kg（新鲜优质）、尿素30～40kg（含氮量45%）、硫铵20kg（宝钢货）、石膏（多肥石膏）75kg、磷肥75kg。第一次翻堆：建堆后1天料温上升，第2～4天料温可达70～75℃，第五天翻堆，堆宽2m，堆高不变，料堆中间每隔1米设排气孔，翻堆时仍要浇水并分层加入所有过磷酸钙，水分掌握在翻堆后料堆四周仍有少量滴水流出为准。第二次翻堆：一次翻堆后第四天进行二次翻堆，料堆温度应在70～75℃，宽度1.8m。翻堆时，应抖松草料，分层加入所需的石膏粉和50%的石灰粉。第三次翻堆：二次翻堆后2～3d进行三次翻堆，堆宽2m，保持pH值8.5。

2.4.3 蒸汽二次后發酵的操作。湿热产气加温器中水加到刚好不浸没湿热产气管为好，蒸气管道采用簿膜小袋筒子，用铁丝将湿热产气管和蒸气管道扎紧，蒸气管道上每隔一米开一小洞，以利湿热蒸气均匀排放于菇棚内。要使棚内料温60℃维持8～10h，这是后发酵加温标准要求，后熟时间5～7d，料内温度要维持在45℃左右。后发酵结束后的培养料，料色要呈深咖啡色，有大量的放线菌残体，无氨臭味，有一股甜面包香味，含水量在65%～68%，用pH试纸测试pH值在7.5～7.8时方能进行播种。为确保人身安全，在加温时或结束后菇棚还未大通风的情况下，人员不准进入。

2.5 科学管理，确保高产。

播种后1～3d打开全部棚窗，保持微量通气和棚顶不滴水，必须保持菇房一定相对湿度，菌丝封面后吃料1～2cm后要加大通风量，基地上采用开门发菌。做好查虫、防虫、除虫工作，要做到菌丝发菌顺利，全部到底，不带任何虫害隐患，并在覆土前一个星期用防虫药物撒面和喷杀。覆土砻糠必须选择当年的干燥清白的砻糠，河泥取土必须选择活水港和周边无化学和重金属污染的河道取土。砻糠要进行预湿，再消毒发酵一个星期，拌河泥时要用防虫药液和多菌灵喷施消毒，要严格把好覆土材料消毒关。覆土前对蘑菇培养料的要求是料面干燥、整平压实料

面并彻底根除一切病虫害。出菇期主要是通风、前期降温、后期保温，掌握“前期少用水，后期补足水，高温不调水，低温少用水”的原则。

3 推广蒸汽加热二次发酵技术的成效

3.1 经济效益明显。

2012年，在当湖街道共推广使用面积18.42万m2，涉及农户147户，辐射周遍菇农300多户，面积达101.5万m2。据调查，通过采用该技术每平方尺产量为1.16kg，产值5.71元，对照户产量为1.055kg，产值5.396元，每万平方尺增产1050kg，增收3140元，18.42万m2共增产193.41t，增收57.8388万元。同时，减少了加温的用煤量，缩短了加温时间，一个标准5000平方尺的菇棚早棚可减少用煤23.1kg，缩短加温时间8h14min；中棚可减少用煤18.6kg，缩短加温时间8h6min；大棚可减少用煤35.8kg，缩短加温时间8h50min，降低了生产成本，节约了劳动力。

3.2 社会效益明显。

电加热技术 第7篇

展出内容石油化工电加热成套装备及解决方案;各种石油化工电加热器;石油化工电加热控制系统、温控温测系统;其他工业电加热设备;电加热元件;电加热材料及配套;电加热制造设备等。

主办单位香港闻亚国际展览集团

组委会地址广州市海珠区新港东路2498号青年文化创意孵化基地2007室

联系人 谭家鸿 手机13413899011 电话020-89015802 传真020-89015926

油管电加热技术在榆树林油田的应用 第8篇

稠油富含胶质和沥青质，粘度高，密度大，流动性差，给其开采和集输带来很大困难。因此需要不断发展新的稠油开采技术，大幅度提高稠油单井产量、降低开采成本和提高稠油油藏采收率。

榆树林油田目前抽油机井中稠油井共171口，占抽油机总数的12.9%。这类井由于油稠导致经常卡泵，平均单井每年检泵作业2-5次，检泵作业时起下管柱困难，已经影响了油田正常开发生产。本文通过分析稠油影响生产的主要因素，对比目前清防蜡措施的优缺点，逐步形成一套实用、有效的稠油开采技术。指出油管电加热技术是解决稠油问题有效方法，并提出改进方向。

1 稠油井原油物性及影响正常生产的主要因素

1.1 原油的物性

从表1中看出，这6口油井油样凝点较高，在35-43℃之间，粘度差异较大，在29.37-327.47mPa·s之间，平均含水较低，为6.3%。

1.2 稠油的成分

从表2中看出，6口井油样蜡含量较高，在20～38%之间，原油的胶质、沥青质含量比较高，导致原油粘度较大。

1.3 影响正常生产主要因素

(1)蜡含量高，析蜡温度较高。含蜡量越高，析蜡温度越高，导致开采过程中原油溶蜡能力降低，蜡晶体会逐渐析出并沉积在井壁周围和套管内壁，造成抽油机井悬点载荷增加，甚至卡泵。

(2)胶质、沥青质含量高。稠油的胶质、沥青质分子含有可形成氢键的羟基、氨基、羧基等，因此胶质分子之间、沥青质分子之间及二者相互之间有强烈的氢键作用。这样就造成了原油的高粘度。

(3)原油含水不稳定。与纯原油相比，W/O型乳状液的流变性发生了很大变化，主要表现为非牛顿流体性质增强，粘度升高，低温时的结构强度增大，乳状液体易附着在油管内壁和抽油杆外壁，不利于原油的开采和集输。

综上所述，影响稠油井正常生产的主要是原油的蜡含量高，导致凝点高、粘温性差，影响原油的流动性；胶质、沥青质含量高，使原油的粘度较大；原油含水也对原油的粘度有一定影响。采用针对性的技术降低井筒中原有粘度，是开采稠油的关键。

2 稠油井应用的清防蜡技术

2.1 化学清防蜡技术

(1)化学清防蜡降粘剂。截止10月末561口加药井共使用清防蜡剂478.09吨，占计划药剂总量的98.1%，与去年同期相比减少27.5吨。通过现场情况看，化学清防蜡剂不适用于稠油井，只适合于原油凝点比较低，≤35℃；粘度较低，50℃时运动粘度低于70mPa·s的油井；原油含水率对防蜡剂的应用效果也比较大，当含水率低于10%时，使用油溶性防蜡剂效果比较好；当含水率在10%～50%时，使用水溶性防蜡剂效果比较好。

(2)固体防蜡器。固体防蜡器利用高分子化学材料的缓释特点，连接在抽油杆上，随井底油流的冲刷缓慢溶解，抑制蜡分子的结晶，使石蜡颗粒保持微小分散状态。固体防蜡器对原油动力粘度小于60mPa·s、含蜡量低于25%的油井有效期为1年。对于原油动力粘度大于60mPa·s、含蜡量高于25%不适用，不适用稠油井。对于原油粘度在50℃时的运动粘度低于70mPa·s，且含水率低于10%的油井使用效果比较好。

2.2 电磁清防蜡技术

电磁防蜡器电源部分将交流电变换为可控的直流电，同时将经变换后的直流电供给电磁变换部分，电能变换成不断变化的磁场，磁场沿管壁方向作用于原油，由于电磁感应力的作用，使石蜡分子重新排列从而达到防蜡的目的。2007年底至2011年底安装电磁防蜡器279台。电磁防蜡器适用于油井内液体流速较高，原油含水率较低的油井，一般有效作用距离大概在300-1000m。电磁清防蜡技术只适用于常规的油井，并不适用于稠井。

2.3 井筒电加热技术清防蜡技术

通过电加热井筒中的抽油杆和油管，将热量有效地传递给井筒中的原油，使其温度保持在凝固点以上增加流动性，实现正常生产。

2.3.1 油管电加热装置结构

油管电加热装置由：地面电控系统、井下绝缘系统、电气回路系统、井口电缆密封系统、温场数模系统等五部分组成。

2.3.2 油管电加热技术原理

利用井下生产管柱的阻抗，交变电能从上向下传导过程中，进行电热转换，使整个生产管柱温度升高，形成热源，以加热油管内被举升的液体，达到降粘、消除井筒结蜡的目的。

2.3.3 油管电加热技术适用范围

(1)适用于中高稠油的开采（在40℃原油粘度小于7000mPa·s);

(2)高含蜡（含蜡量>30%）油井的开采；

(3)不适合含水超过40%稠油井。

2.3.4 油管电加热工艺的优缺点

(1)实现原油入泵前的加热，不受井深限制，能使原油达到常规井的出油温度，解决油稠入泵难问题，使原油顺利举升到地面；

(2)不改变普通抽油机井原有的采油工艺，便于采油管理；

(3)单井耗电量较大，日耗电相当抽油机的3-4倍；维护性费用大，平均单井0.7万元；

(4)对油套环空中的动液面要求严格，如液面过高容易短路，导致卡泵。

2.3.5 现场使用情况及经济效益分析

现场应用情况：从2009年开始规模应用电加热管技术，针对含水超过30%井易短路的情况，2010年在电控柜上做了改进，使该技术适应性得到加强。目前共应用电加热管井75口，其中正常生产井61口，未正常生产14口井（高含水关井关井8口、卡泵待处理6口井）。此项技术解决了高凝固点、高含蜡低含水稠油井开采难的问题。

经济效益分析：在应用此项技术之前，平均每口井10-15天热洗一次，大量的洗井液进入地层，容易造成污染。单井每次热洗费用0.5万元，平均每周期每天少产油0.5吨，在洗井液中投加高效洗井液每次50公斤，以上费用和损失共计1014.8万元/年。

采用化学药剂降粘平均10-15天加药一次，每次200公斤，平均每月用药450公斤，按照药剂6500吨/元，32口井每年加药费用112.32万元。

油管电加热设备单井加热功率平均40千瓦，每天送电5-6小时，每度电0.7元，年耗电费用252万元。可以看出油管电加热技术比热洗节省费用762.8万元/年，比应用化学清防蜡技术多用139.7万元，但化学清防蜡对特稠的井不适用。

3 结论

(1)对于凝点比较低，在35℃左右，粘度也不大，50℃时的运动粘度低于70mPa·s的油井，常规井筒加清防蜡剂清防蜡或固体清防蜡技术即可维持油井正常生产；当含水率低于10%时，使用油溶性防蜡剂效果比较好；当含水率在10%～50%时，使用水溶性防蜡剂效果比较好；超过50%后，可采用螺杆泵举升技术。

(2)对于油样凝点较高，在40℃以上，粘度也比较大，50℃时的运动粘度约在200mPa·s以上油井，对此类粘度较大的油井，可采用电加热技术，并使井口温度维持在30℃以上。

参考文献

[1]陈涛平,胡靖邦.石油工程[M].北京:石油工业出版社,2000.

[2]马殿坤.清蜡剂和清蜡条件的选择.油气田地面工程,1995,14(5):25～26.

[3]张凤芹.采油用清防蜡剂防蜡率测定法.油气田地面工程,2002,21(3):28.

[4]唐瑞江.稠油采油工艺的探索试验及应用研究.油气采收率技术,1999,6(1):26~32.

电加热技术 第9篇

目前稠油油藏的开发主要以热采为主, 其具体的方式主要有以下几种:蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、注水开发等。

1 降低稠油的粘度主要有以下几种

(1) 火烧油层;

(2) 稀释降粘;

(3) 化学降粘;

(4) 微生物单井吞吐降粘;

(5) 微波加热降粘;

(6) 超声波降粘;

(7) 井底电加热降粘。

稠油井电加热技术是适用于“三高”原油开采的一种新技术。它利用电加热装置, 将产生的热能把油管内的原油进行加热, 从而降低原油粘度, 提高原油的流动性, 达到增产增效的目的。

电加热采油系统的组成部分主要有:中频电源装置、空心抽油杆、电缆。

l.变扣接头;2.空心杆;3.整体电缆;4.传感器;5.防喷盒;6.光杆;7.悬接器;8.二次电缆;9.中频电源装置;10.实心杆11.抽油泵

交流电以连续送电方式将电能自悬接器送到空心抽油杆的终端, 利用电缆线与空心杆体形成的回路, 根据集肤效应原理, 将空心杆杆体加热, 通过热传导, 提高井筒内原油温度, 降低粘度, 增加原油的流动性, 防止结蜡, 可有效解决高凝、高粘、高含蜡原油在井筒举升过程中的问题。

2 空心抽油杆下井施工步骤

施工步骤:参照图2。

(1) 将变扣接头CYG22抽油杆外螺纹拧紧在抽油泵柱塞相接连的实心杆上。

(2) 在变扣接头上安装一根空心杆。

(3) 依次连接空心杆至设计深度。

(4) 将防喷盒安装在光杆上, 并连接在空心杆上。

(5) 下入光杆后及时在光杆杆头上拧紧护帽, 调整防冲距, 确保开抽时上不碰、下不顶。并将一个吊卡卡在光杆杆头支承面上, 并坐稳在防喷盒上。

(6) 安装完井口后, 进行憋压试验, 检验泵效。

A01、护帽;B01、吊卡;200、防喷盒;701、光杆;801、空心杆;901、变扣接头

3 施工注意事项

(1) 下杆时, 杆头向上, 接箍向下。上丝扣时, 先用手旋进至接箍端面进入第二个“O”型圈后, 再用910mm (36英寸) 管钳带紧 (扭矩为850牛米) 。管钳必须卡在杆头和接箍的扳手平面上, 严禁卡在杆体上。

(2) 当空心杆吊起下落时, 方能卸下前一根杆杆头护帽, 如有杂物、毛刺必须清除干净, 严禁从杆内孔掉入油泥、水及其它杂物。避免杆内孔堵塞, 造成重新作业。

注:光杆及空心杆短节下井时也必须按上述施工要求进行。

3 整体电缆下井施工步骤

施工步骤:

(1) 将地滑轮安装在井口大法兰上, 将天滑轮安装在修井机吊钩上。拧下光杆杆头上的护帽, 装上喇叭口。

(2) 将电缆绞车放于合适位置, 调整滑轮角度, 使喇叭口与滑轮、电缆绞车在同一直线上。

(3) 检查电缆终端插头有无损伤, 如有则要及时处理。如无损伤, 则用专用液压压接钳把电缆与终端插头压接牢固, 去除压接飞边, 并用手牵引电缆通过滑轮穿进空心杆内孔约30米左右, 然后再启动电缆绞车, 使电缆自动进入杆内体内孔中, 直至设计深度, 与终端器插座形成回路, 并测量其电阻值, 检查是否正常。

(4) 从井口起留下能接到控制柜的电缆线, 余长切断。

(5) 卸下滑轮及喇叭口, 把温度传感器插入光杆内7至8米深处。

(6) 如图3安装悬接器, 使电缆及传感器线从悬接器口引出, 截取约15米电缆作回路电缆, 并将回路电缆一端固定在悬接器上。

施工注意事项:

(1) 电缆绞车必须加以固定, 以防窜动。

(2) 下电缆时, 检查电缆外皮有无破裂, 如有则要及时进行强度和绝缘处理。

(3) 下电缆时, 要防止电缆从滑轮槽中跳出而造成电缆破皮、断裂现象。

(4) 电缆绞车设有应急制动系统, 当绞车链条失灵时使用。正常运行时不准使用。

(5) 电缆绞车在启动前要检查制动系统, 严禁在刹车状态下启动机器, 否则会造成电缆绞车损坏。

(6) 电缆绞车的输入电压为380V。在切断电源后方可对机器部件进行维护。

稠油开采电加热技术的应用改变了稠油开采的高能耗现状, 有效的降低了稠油开采的运行成本, 也是现如今稠油开采的主要方式之一, 得到了稠油开采方面的广泛认可。

摘要：随着我国油藏的不断开采, 稠油比率的不断升高, 以及国际原油价格的不断上涨等因素, 使得稠油的开发迫在眉睫, 为了追求高产收率, 实施利润最大化, 本文提出一种采油方式——稠油井电加热采油。

关键词：稠油开采,电加热技术,增产增效

参考文献

[1]费国兴.电加热抽油杆在高凝稠油区块的应用效果[J].石油矿场机械, 1995, 24 (1)

电加热技术 第10篇

江苏油田原油凝固点高、粘度大,油井产量低,气油比低,伴生气少,常温下流动性差,在油气储运过程中,为了保持较好的流动性,地面工艺常采用三管伴热流程。这种工艺一次性投资大,使用周期短,能源消耗高,流程换热效率在50%左右,并且管理和维护工作量大。

江苏油田地处江淮流域,这里年均日照时数将近2 200 h,年太阳辐射量达6 000 MJ/m2以上,具有优良的太阳能利用条件。2006年,江苏油田进行了太阳能辅助电加热技术的应用尝试,做到了太阳能与电加热器之间的热量互补;利用智能加热控制系统及配套设施,实现站内各供热点的热交换,改变了传统的锅炉供热模式,热效率显著提高。

1 太阳能电加热组合技术的组成及原理

1.1 太阳能加热方式

油田储运系统利用太阳能加热原油,一般有直接加热和间接加热两种方式。直接加热方式是原油直接进入太阳能集热器进行加热,是原油受热过程中效率较高的一种方式。但由于太阳辐射的昼夜温差和年温差波动大,集热器内的温度变化大,集热器内的原油易出现结焦现象,集热器易结垢需要经常清洗。间接加热方式是利用清水作传热介质,利用加热盘管将收集的太阳辐射能传递给储油罐中的原油,由于太阳能集热系统完全与原油隔离,因此能彻底避免直接加热方式的各种弊端,但加热效率相对低一些[1,2,3,4,5]。

1.2 电加热方式

电加热有直接和间接两种方式,直接加热热效高,易结垢;间接加热效率不如直接加热方式高,但维护较为方便[6,7]。

1.3 组合技术的组成及工作原理

根据现场实际情况和应用要求,太阳能电加热组合系统主要包括太阳能集热、水路循环、蓄热、电加热、和控制系统五个部分。其工作原理如图1所示。在正常太阳能辐射条件下,蓄热水罐主要依靠太阳能加热,在太阳能不足时,启动水罐内电加热器,蓄热罐水温采用温控仪自动控制,从而实现整个系统生产的平稳运行。

2 现场太阳能电加热组合技术的设计及试运行

2.1 系统设计

2006年,选取了王龙庄油田进行现场试验,试验站点辖油井1口,井口油温25～30℃,原油拉运需加热至55℃,该站点原油工艺条件及物性参数见表1。根据测算,T83-1井组夏天用热约9 kW,冬季用热约13 kW,年均用热约11 kW。

由于热管式真空管太阳能集热器具有承压性能好,热效率高、晚间热损小、安装维护方便、适合做大面积等工程特性,通过综合的分析比较,最终选择了EJ100-8型全铜热管式真空管太阳能集热器作为现场试验的太阳能集热系统试验装置(技术参数见表2)。

依据南京地区的气象资料,站点水平面上单位面积太阳能年辐射总量约为1 385.1 kWh/m2,折算日平均单位面积太阳辐照量为3.8 kWh/m2。南京地区水平面各月太阳能总辐射量见表3。

则以年平均耗热11 kW计,所需太阳能集热器面积为

S=Qt/(3.8η1η2)

式中 Q站点日平均热耗,系统设计时,取年平均值;

t日照时间,取晴天条件下,日平均日照时间10 h计;

η1 EJ100-8型太阳能集热器在不同工作温度下的集热效率,取项目太阳能平均工作温度60℃;

η2太阳能集热效率,取0.6。

总热量计算时取正常太阳能辐射强度条件下,白天完全采用太阳能集热系统供热

则S=11 kW10 h/(3.8 kWh/m20.6720.6)=72 m2

2.2 现场应用情况及效果

根据现场条件,最终选用了30组真空管集热器,太阳能集热器面积为60 m2。经过一年的运行,取得了较好的成果。在7～9月份日照充足时,全部依靠太阳能供热,其余月份则是太阳能和电加热互补使用[8]。

3 推广应用

2009年,油田在李堡产能建设项目中[10],推广应用了该技术。李堡油田位于南通海安地区,为一狭长形油区,油区集输管网全部采用单管集油,与此相适应,李堡集油站建设推广应用了太阳能和电加热组合技术,利用站内建筑屋顶,共安装工业太阳能集热板262 m2,实现了区块供热油气零消耗、零排放、清洁生产的目的。并每年可有效利用太阳能15万kWh,年节约人工费、环境保护费用及供热设备维护费等费用30多万元,整个系统的静态投资期约4年。

通过近几年的逐步推广应用,目前油田太阳能集热系统面积已达近千平方米,通过太阳能集热系统建设,也有效兼顾了现场职工的生活用热需求,实现了生产与生活节能降耗工作同步进行。因此,持续在符合条件的油田区块建设应用该组合技术具有良好的经济和社会效益,对于实现油田原油生产的节能减排具有非常重要意义。

参考文献

[1]Robert Hasting,A time journey through solar architec-ture-1900 to the future the ISES Solar World Congress 2007Beijing China,2007.

[2]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:北京建筑工业出版社,1993:50-72.

[3]苏文佳,左然.太阳能平板集热储热系统[J].太阳能学报,2008(29):35-37.

[4]苏文佳.左然.屋顶集热式太阳房供暖系统研究[J].节能技术,2009,27(3):275-279.

[5]王思莹,谭羽非.寒区太阳能和沼气锅炉联合增温系统试验研究[J].节能技术,2007,25(4):364-371.

[6]贺凤云.电加热集输管道结蜡规律[J].油气田地面工程,2009(10):34-35.

[7]王婷.电加热油气集输流程转油站节能分析[J].油气田地面工程,2009(9):45-46.

[8]吴明菊,王春兰.江苏边远零散油田地面工艺技术[J].油气田地面工程,2010(16):70-75.

[9]霍晓蕾.太阳能—电能混合加热技术[J].油气田地面工程,2009(3):9-10.

电加热技术 第11篇

[关键词]蓄热式加热炉；燃烧技术；换向技术

[中图分类号]TG155.1+2 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0177-01

1、前言

莱钢特殊钢厂小型成材车间加热炉随着优钢生产节奏的不断加快，将原步进加热炉改为蓄热式步进加热炉。蓄热式燃烧技术是一项传统技术，传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体，传热效率低，蓄热室体积庞大，换向周期长，限制了它在其它工业炉上的应用。蓄热式步进加热炉的最大特点是利用蓄热体对空气进行预热，在加热过程中两个蓄热体处于蓄热与放热不断交替的状态中，从而提高空气预热温度，使排烟温度控制在100～150℃。新型蓄热室采用陶瓷小球或陶瓷蜂窝体作为蓄热体，其比表面积高达200～1000m²/m³，比传统的格子砖高几十至几百倍，因此，极大地提高传热效率，使蓄热室的体积可以大为缩小。蓄热式加热炉工作的关键在于控制两个蓄热体在蓄热与放热状态之间交换，如果两个蓄热体不能及时进行交换，就会使处于蓄热状态的蓄热体温度过高而失去从烟气中吸收热量的作用，同时，处于放热状态的蓄热体温度过低而失去对空气进行预热的作用。由于换向装置和控制技术的提高，使得换向周期大为缩短，传统蓄热室的换向周期一般为30分钟至数小时，而新型蓄热室的换向周期仅为0.5～3分钟。新型蓄热室传热效率高和换向周期短，带来的效果是排烟温度低（200℃以下），被预热节制的预热温度高（约为炉温的80～90%），因此，废气余热得到接近极限的回收，蓄热室的温度效率可达85%以上，热回收效率达80%以上。因此，蓄热式加热炉烧钢控制的关键技术在于自动换向系统。

2、新型蓄热式燃烧技术原理

蓄热式高温空气燃烧技术原理如图1所示。

新型蓄热式燃烧呈对布置（A、B状态），从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进蓄热式燃烧器A后，再经过蓄热式燃烧器A（陶瓷小球或蜂窝体）时被加热，在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度（一般为炉膛温度的80～90%），被加热的高温热空气进入炉膛后，卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流，同时往稀薄高温空气附近注入燃料，燃料在贫氧状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器B排入大气，炉膛内高温热烟气通过蓄热式燃烧器B时将热量储存在蓄热式燃烧器B内的蓄热体，然后以低于150℃的低温烟气经过换向阀排出。当B侧的蓄热体储存一定热量后，通过程序控制换向阀自动换向，常温助燃空气变为由BN通道经蓄热体进入，热烟气从A侧通道排出，如此循环，使得两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热状态交替工作，两个蓄热体自动进行蓄热与放热状态的切换，从而达到节能和降低NOX排放量等目的。常用换向周期30-180s。

3、存在的问题及原因分析

3，1存在问题

莱钢特殊钢厂小型成材车间蓄热式步进加热炉换向控制系统的换向控制是基于时间的控制。但该控制系统在运行过程中存在以下问题：（1）因阀位状态判断失误容易引起系统误动作。（2）阀体与阀杆脱落引起系统不换向。

3.2 故障原因

（1）由于系统要求快速通断阀的响应必须迅速，在零点几秒之内完成开/关动作，即认为阀已开到位或关到位，否则就认为阀开不到位或关不到位。快速通断阀在使用一段时间后，响应速度变慢，经常发出虚假的开不到位或关不到位信号，而引起系统误动作。

（2）目前的解决办法只能是定期检查更换快速通断阀和换向阀，但很难保证所有阀都能处于良好的运行状态，而且也增加了工人的劳动强度和设备维修费用。

4、改进方案

在燃烧状态下，来自鼓风机的常温助燃空气首先由换向阀进入左侧通道，通过蓄热体时被加热，在极短时间内达到接近炉膛温度（一般为炉膛温度的80%～90%），煤气由通断阀向稀薄高温空气附近注入燃料，燃料在贫氧状态下实现燃烧；与此同时，炉膛内燃烧后的热烟气通过另一侧蓄热体时将热量储存在蓄热体内，然后以低于150℃的低温烟气经过换向阀由引风机引出。通过规定的时间后换向阀自动换向，常温助燃空气变为由右侧通道经蓄热体进入，热烟气从左侧通道排出，两个蓄热体自动进行蓄热与放热状态的切换，从而达到节能和环保的目的。另外，由于该控制系统是基于时间的控制，换向周期是人为设定的，因此，其控制效果受人为因素影响较大，排烟温度和空气预热温度只能控制在一定范围内。若能综合蓄热体温度、排烟温度、燃烧状况等因素，采用基于温度的人工智能控制方法，由蓄热体和烟气温度决定换向，控制效果可能会更好。

5、本项目的技术特色

5.1 该换向系统控制功能

（1）空气、烟气换向阀顺序控制，换向周期、顺序间隔周期设定。（2）煤气通断阀顺序换向，换向周期、顺序间隔周期设定时间与空气/烟气换向阀相对应。

（3）排烟温度实时检测、显示，参与烧嘴换向控制。

（4）排烟温度超温报警、强制换向，报警温度人工设定。

5.2 系统设有安全保护功能

换向连锁条件是：开始时先通空气，后开煤气；换向时先关煤气，后排烟气。系统运行过程中，如果出现煤气通断阀开不到位或空气换向阀开不到位时，系统自动关断煤气通断阀，同时，蜂鸣器报警，上位机画面上各加热段状态图中显示相应阀位“开不到位”或“关不到位”，操作人员通过故障指示及时找到故障阀，并采取相应的处理措施，可避免在换向过程中因阀位不到位引起的各类安全问题。新系统实现了故障率大为减少，查找、排除故障时间缩短，降低维修人员的劳动强度。

5.3 完善的人机操作模式：

通过以太通讯接口实现主站S7-400 PLC和上位机之间的数据通讯，采用WinCC组态软件开发建立了换向主画面、烧嘴温度监控、阀位控制与报警等画面；界面友好，简洁直观，便于操作。

6、应用效果

总之，该蓄热式加热炉换向系统自改造完成投入使用以来，系统运行稳定，具有安全性和可靠性。排烟温度控制在150℃以下，炉内钢坯受热均匀对提高优钢产量和质量、延长加热炉寿命、降低氧化烧损起到了积极作用。为稳定生产提升品质打下了坚实的基础，并产生了可观的经济效益。并且也创造了可观的社会效益，具有很好的推广应用价值。

参考文献

[1]谢国威，蔡九菊，孙文强，王爱华，董辉，蓄热式连续加热炉应用中若干问题研究[J]中国冶金，2008（08）

[2]章伟成，张武军，换向方式对蓄热式加热炉的影响分析[A]，第七届全国工业炉学术年会论文集[C]，2006

电加热技术 第12篇

木南区块原油物性差, 含蜡高, 凝固点高。前101块含蜡量30.1%, 前102块含蜡量23.71%, 而新木采油厂其它区块的含蜡量平均值仅为14.8%。前101和前102这两个区块的胶质含量也很高, 都达到了20%以上, 木南区块凝固点高达37℃以上, 前101区块与前102区块的凝固点达到了42℃、43℃, 而其它区块仅为23℃。

2 油管电加热装置的组成

(1) 油管加热控制柜;

(2) 井口连接装置;

(3) 绝缘短接;

(4) 油管绝缘扶正器;

(5) 油套连接器。

3 油管电加热技术工作原理

其主要工作原理是:输入380V电源由特种变压器调压输出, 经电缆输送到油管电加热控制柜, 经控制柜隔离调整后将电能传送到油管, 经油管下部的油套管接触器连接到套管, 形成一个完整的回路。

4 施工参数和送电参数

4.1 施工参数

抽油泵上一根油管下锚定器, 下油管时根据油井的井眼轨迹, 确定绝缘扶正器的安装位置和数目。每根油管上装嵌套式绝缘扶正器2-4个, 从而保证油套管间的电气绝缘。下最后第二根油管时在母接箍处安装绝缘短节扶正器和绝缘短节, 将电源工作线固定在绝缘短节上, 连接最后一根油管, 在油管公接头上装一只绝缘短接扶正器, 并每隔2米打个卡子使电源工作线伸直平贴在油管外壁并与油管固定在一起。安装电泵井口, 测试油管名义电阻, 要符合下泵深度的总电阻, 若不符合分析原因并处理。下抽油杆时, 最后一根下绝缘的玻璃钢抽油杆, 并与光杆直接相连。

4.2 送电参数

井筒电加热的总热量, 除满足井筒的液流增温外, 必须弥补井筒的径向热损失, 即向地层方向散失的热量。所以确定加热功率由2部分构成。

井筒油流从加热点到井口增温所需功率P1按下式计算:

沿井筒径向热损失功率P2

5 现场应用效果

前南区块共实施油管电加热采油14口井, 效果非常明显。井口温度由19.5℃, 提高到37.3℃;日产液由8.1 t/d, 提高到8.7 t/d;悬点最大载荷由43.3KN, 下降到41.4K N;洗井周期由19天, 实现了免热洗, 经济效益显著 (表1) 。

5.1 产出费用

5.1.1 节省热洗费用

泵罐车洗井:全年减少热洗318井次, 节约热洗费用38.16万元。

5.1.2 少影响产油量费用

洗井影响:由于前南区块地层亏空严重, 洗井时漏失量大, 含水恢复慢, 平均需要2.6天才能完全恢复, 第一天影响70%, 第二天影响40%, 第三天影响20%, 全年共计影响产量62.27吨, 费用251.69万元 (单价按0.1772万元计算) 。

卡井影响:由于前南原油特性, 全年卡井28次, 影响产量95.9吨, 费用16.999万元。

全年共计节约费用306.851万元。

5.2 投入费用

设备投入费用:整套设备投资13.4万元14=187.6万元。

电加热耗电费:平均每周电加热一次, 每次加热6小时, 全年用电25.9万度, 费用12.95万元 (按0.5元/每度计算) 。

全年投入费用200.55元。

油管电加热装置年投入产出比是1:1.53, 投资回收期是0.65年, 投入资金已经收回, 而且这套装置寿命长, 可以长久使用, 经济效益非常可观。

6 对油管电加热采油技术几点认识

(1) 采用集肤效应原理把油管和套管作为电流的回路。油管散热面积较空心抽油杆散热面积大几倍, 热能效率高。

(2) 油管作为发热体, 没有其它发热元件, 不存在过热老化问题, 与其它电加热技术对比节省了电缆的投入, 井下无易损件, 每次作业可重复利用, 系统使用寿命长。

(3) 直接对油管进行加热, 使产生的热量由油管壁直接向内部液体传递, 可以有效降低管柱内原油粘度, 减少井液与杆管间的摩擦力, 清除杆管壁上的结蜡, 降低悬点负荷比, 延长杆柱寿命, 不必采取其它清蜡措施。

(4) 根据井况和原油物性可以选择合适加热深度和温度。生产工艺简单, 维护管理工作量相对较小。

(5) 清蜡送电功率大, 能耗高, 变压器容量小需要增容。

(6) 电加热后油井结垢速度加快, 需要采取防垢措

7 结论

(1) 油管电加热适合高凝油开采, 可以解决凝点高对生产造成的不利影响。井下无易损件, 地面维护工作量非常小, 系统寿命长。

(2) 对含蜡量高凝固点高的油井, 可以采用井下预先安装油管加热装置, 地面选用移动式电源控制柜轮流送电;对平台井, 也可以选用一台电源控制柜轮流送电。这样, 可以进一步降低投资。

摘要：木南区块原油物性差, 含蜡高, 凝固点高。为了改变油品性质对油井生产的影响大, 应用油管电加热技术, 合理确定送电参数, 使原油粘度降低, 流动性变好, 保证原油在井筒内的温度始终保持在凝固点以上连续生产, 降低悬点最大载荷, 实现油井免洗井, 避免卡井, 解决高凝高蜡原油对生产造成的不利影响, 节约洗井费和作业费, 经济效益显著。井下无易损件, 地面维护工作量非常小, 系统寿命长, 具有良好的应用前景。