李现林，聂新村，甄东胜，刘玉喜
摘要：采用全自动高效燃烧器，提高了水套炉的自动化程度，降低了能耗，取得了可观的经济效益。
关键词：全自动高效燃烧器；技术分析；创新应用；效果评价
中图分类号：TE974.2文献标识码：B
长期以来，800~2000kW水套炉一直是胜利油田原油集输系统实施原油脱水、轻烃回收、外输降戮等工艺的主力加热设备，燃烧装置多使用燃气火管型蜂窝式燃烧器，烟道配装5~7.5kW大功率引风机。由于自动化程度低，水套炉普遍存在如下问题：(1)供风量控制不理想，过剩空气系数为2.0~3.0，远大于要求值1.2~1.3；(2)排烟温度过高，一般在200℃以上；(3)热效率仅为55％左右；(4)能耗大，一台0.586MJ/h的水套炉，夏季一天烧掉天然气近4000m3，冬季则为6000m3；(5)被加热介质温升仅为10℃左右等。
2003年，胜利油田开始应用具有世界先进水平的意大利baltur新型全自动高效燃烧器，对河口采油厂集输系统首站、义和站等7个骨干输油站18台水套炉的燃烧器进行了改造。实施后，整个集输热力系统的系统热效率、自动化水平、安全可靠性都有了很大提高，取得了良好的节能效果和明显的经济效益。
一、燃烧器的构成及技术特点
1．燃烧器构成
该型燃烧器由检测系统、燃烧系统、控制系统组成。其中，检测系统实时检测火焰是否正常，点火之前则检测阀组密闭性；燃烧系统对空气和天然气进行配比混合后进入燃烧室燃烧；控制系统通过人为调节设定一段时期内的燃气阀最大开度，使燃烧运行输出功率控制在最佳或需要的工况内，满足生产需要。
2．控制系统工作原理
由微处理器和可编程控制器组成的控制系统，用于接收和处理监测信号，发出指令，控制伺服电机工作，以及设定相关的参数，实现燃烧器的智能化控制。其工作原理是，开启加热炉电源开关后，燃烧器风扇电动机通电，空气活门开到最大功率位置，燃烧器吹扫炉膛、清除易燃易爆气体，吹扫结束风门回到最小输出功率位置；燃烧器自动点火，3s钟后，控制调节天然气流量的两级电动阀门和探测火焰的安全装置同时启动，安全装置监测到火焰后，使之持续一段时间，断开点火变压器，点火结束。
由于燃烧头上装有特殊的温度和压力检测装置，能够随时监测加热炉的温度和压力，比设定值低时，温控器和压力开关切换，伺服电机启动，控制调节天然气流量的两级电动阀门和风门开至最大功率输出位置。当加热炉中的温度和压力达到设定值后，燃烧器自动从最大功率输出切换到最小功率（约为最大功率的1/4)输出，对加热炉保温。最大功率和最小功率的切换时间是伺服电机从最小位置转换到最大位置的时间，反之亦然。
3．燃烧器主要性能及技术特点
(1)主要性能。铸铝外壳，每个零件均易于拆装、维修、清理、检查与保养；体积小巧，安装方便；适合于半压及全压炉膛；电气装置控制整个操作程序，具有安全保护功能，耗电量低。
(2)几项国际领先技术
①燃气与空气预混合技术。燃气和空气在一个前置的腔室内预先混合，保证在引入二次空气前即已燃烧。这项被称为Genio的预混合技术，是当前市场上最先进的。
②磁关断技术。为了保证燃烧器安全可靠运行，有一套专门的系统用于切断燃料向喷嘴的输送，这就是电磁关断系统。
二、应用过程中的几项技术创新
1．改加热炉为正压工作方式
为了用好新型全自动燃烧器，在认真分析现有设备运行条件和燃烧器工作原理及技术特点的基础上，按全自动燃烧器炉头3kW风机的运行需要，拆除了引风机并改造烟道，加热炉由负压工作方式变为正压工作大大，降低了电耗。
2．降低燃气压力
采用国产天然气减压阀和过滤器，满足了燃烧器所需燃气压力。
3．合理调节燃烧器功率
在保证燃烧器与国产水套炉功率配套的基础上，根据气压变化调节设备用气量，使燃烧器低段在最小燃气压力下的输出功率达到或者接近额定值。
三、应用效果评价
1．提高了加热炉运行的安全可靠性
自动扫膛、检测和点火，提高了燃烧器的安全可靠性。
2．提高了水套炉的热稳定性
无论是两段式或是比例式全自动燃烧器，其火焰的自动调节控制功能使被加热介质的温度始终在一定范围内保持相对“恒定”，从而提高了水套炉的热稳定性。同时，加热炉的热负荷调节能力大大增强。
3．减轻了劳动强度
实现了火焰随温度的自动调节，减轻了操作工人的劳动强度。
4．加热炉炉效大大提高
风机功率的降低，减少了加热炉排烟损失，同时，燃气与空气预混合技术提高了燃料的燃烧效率。由此，加热炉的系统效率大大提高，节能效果显著。
以河口采油厂渤三站为例，1#水套炉使用蜂窝式火管燃烧器时炉效约为56%，改用高效燃烧器后，排烟温度降至119℃，含氧量4.5%，过剩空气系数1.26，排烟损失7.1%，化学不完全燃烧损失和其他损失都有不同程度降低，炉效达到80％以上，其中，反平衡效率80.1%，正平衡效率81.2%。
5．经济效益
以河口采油厂渤三站为例，对安装全自动高效燃烧器前后的能耗情况进行了统计对比分析。应用全自动高效燃烧器后，四台水套炉的日用气量从16911.2m3，降到10068m3，日用气减少6843.2m3；年节气量249.7768万m3；年节气经济效益164.8526万元；日节电量324kW"h（常年三台运行）；年节电量11.826万kW"h；年节电经济效益5.44万元；综合年经济效益170万元。
参考文献：
茹慧灵．输油管道节能技术概论．第一版．北京：石油工业出版社，2000.80-122.
余伯炎等．石油工业节能技术．第一版．北京：石油工业出版社，2000.133-153.