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1、稠油开发注蒸汽锅炉燃油加热器结构优化研究打开文本图片集关键词：稠油油藏;燃油加热器;数值仿真;温升效率;结构优化蒸汽吞吐热采技术做为目前最成熟、最普遍的开采重油方法，被广泛应用于各大稠油油田。由于稠油具有很高的温度敏感性，油田上通常采用燃烧原油的方法来加热蒸汽。然而，从供油泵直接送出的原油粘度较高，无法满足锅炉对燃油流动性及雾化的要求。因此，须将燃油在加热器中预加热到一定温度使其达到雾化效果。油田上使用的燃油加热器普遍采用电加热管对各类燃料介质进行直接加热，即燃料从入口进入加热腔，经过加热后由出口流出。但是，这种单流程式的燃油加热器加热不均匀，且燃油加热器所使用的加热用电阻丝会因自身寿命、人为
2、操作、环境等因素，在加热电阻丝表面结焦积碳、氧化腐蚀（图1、2），使其传热效率降低，无法满足出口油温达标的要求，造成无法及时启动锅炉的后果。图1因氧化腐蚀断裂的加热电阻丝图2在表面结焦、积碳的加热电阻丝因此，在不增加燃油加热器体积和出口油温满足生产要求的前提下，对加热器进行优化设计，通过在加热器内加装折流板的方式使介质以迷宫式路线运动（图3），增加介质在加热器内流动时间来提高传热效率，对保障生产流程畅通、节约投入成本都具有重要意义。图3迷宫式构造燃油加热器结构1确定折流板规格通过参数化扫描计算得到折流板处于不同位置和长度时域探针（域探针位置设置在加热介质出口处）处的温度表及对应曲线示意图（图4
3、、5）。由结果图可以看出，应用于BZYJR-7型燃油加热器的折流板最佳安装位置（直径）应为0.34m，长度应为1.86m。图4不同折流板位置下探针温曲线度图图5不同折流板长度下探针温曲线度图2现场实装及测试考虑到工业电压为380V，为了使电压均匀分配，我们设计使用3组每组4根加热电阻丝的规格进行实装（图6），加装全部热阻后，按照模拟结果的尺寸制作折流板并焊接（图7），与内部热阻共同形成加热室，最后再安装外部壳体并完成接线。图6加装热阻图7焊接折流板将组装完毕的新型电加热器通过打压试验合格后，投入运行试用。对新型电加热器出、入口介质温度和加热器电流测试。测试方法如下，将传统电加热器与新型电加热器
4、并联在供油流程中，使被测试的两种电加热器处于同等测试条件下（图8），通过测试新旧两种电加热运行中的电流及出、入口温升得出对比结果如下所示（表3）（图9）。图8新、旧两型加热器测试接线图3结论原有电加热器工作电流为38A，而新改进的电加热器在相同工作环境中的工作电流仅28A。考虑到炉前油温达到101时即满足要求，因此，记录温度达到101的时间为21分钟，而同样时间下，旧型燃油加热器的油温仅为96，且随时间增加热效率持续降低，继续加热使其达到101所需时间达到26分钟。计算可得，温升效率提高约25%，按照大功率用电价格计算，单台加热器每年節约成本超1.5万元。因此，结果表明结构优化后的燃油加热器完全符合初始所设定的各项目标值。