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摘要：热媒换热系统作为中心平台原油加热处理的主系统，其换热效果的好坏和运行稳定性，都将直接影响着油气处理过程和原油外输。本文从生产实际出发，对影响热媒换热系统运行的诸多因素进行了分析，阐述了相应的优化、改进和调控措施，并总结了热媒系统仍然存在的问题，提出了下一步的改进措施。
主题词：热媒换热系统 调控 技术改进
中图分类号：TU833+.1
1、热媒换热系统运行简介
整个热媒换热系统主要由三台热媒加热炉、四台热媒泵（功率90kW，流量180m3/h，扬程100m）、热媒膨胀罐（容量10m3）、两台原油换热器、一台外输换热器和一台热水换热器组成。系统操作介质THERMINAL-55导热油.热媒油经过热媒加热炉加热后，进入换热设备（其中包括两台原油换热器、一台外输换热器和一台热水换热器）和原油（或淡水）进行热交换，热交换后的热媒油通过热媒循环泵再返回至热媒炉进行加热，从而形成一套热媒循环加热系统。该系统主要有以下优点：（1）可实现为被加热介质进行0-200℃的大范围加热，其自身具有常压下实现高温加热的功能，解决了蒸汽锅炉高温高压易爆的缺点；（2）控制系统采用进口的UMC800，可实现全过程的自动操作；（3） 整套装置具有热效率高、运行安全可靠等优点，特别适用于有防爆要求的场所；（4）中心二号每天外输液量4000方左右，原油换热器进口原油温度大约40℃，需要把出口原油温度提高到55℃才能满足外输要求。目前，在热媒出炉温度为115℃、流量为205m3/h时，升温约为20℃，这样就能完全满足原油处理及外输要求。
2.热媒换热系统的优化改进
2.1改造热媒炉天然气进气流程
将热媒炉进气流程改在天然气压缩机进气流程上。改造后，一方面超重力脱氧机回气可以由放空火炬放空，超重力脱氧机进出气压差可以从0-0.2 MPa随意调节。另一方面大大简化了系统的调节，热媒进气含水量大大降低，且供气压力稳定在0.19-0.21之间，较好的保证了热媒出炉温度的稳定性，取得了很好的效果。
2.2换热器的技术改造
（1）在原油入口腔体内增加一个导流筒，在换热器内形成一个缓冲腔，降低冲击振动。（2）采取部分钢质支撑圈用于保持翅片管的相互位置，再增加一部分耐温软质支撑圈，要求材质为塑料材质，具有一定的耐温能力和柔韧性，起到吸收振动的作用。这样，可以大大地增加管束的减振性能，达到降低振动的目的。（3）增加边侧支撑板的强度，加强管束的整体刚性：原来换热器的边侧折流支撑板与筒体之间的间隙约为10-30mm，为了增强筒体与管束的一致性，必需减小边侧折流支撑板与筒体之间的间隙，这样，促使换热器筒体和悬浮的管束保持相同的振幅，将作用在换热器与管板之间焊缝的作用力降至最低，达到延长换热器使用寿命的作用。（4）增加换热管与管板之间的焊缝强度。
2.3优化热媒运行参数。（1）热媒干线压力的优化。调节干线压力，使干线压力达到0.3 MPa，略微高于换热器内原油压力。（2）热媒换热系统温度的优化。平台技术人员针对原油加热温度控制问题，计算出原油的最佳温度为55℃。通过现场调节热媒运行参数，使原油外输温度控制在55℃，既消除了因油温高造成的泵气蚀及对管道防腐层的破坏问题，又避免了因油温过低导致的输油管壁结蜡，同时提高了油、气的分离效果。
2.4热媒机泵同心度的优化调整。（1）在原管线支撑下方隔栅的下面增加支撑，支撑底座在甲板上；（2）篮式过滤器的另一端新增加一个支撑（型材取热轧工字钢），支撑底座在甲板上。以上方案实施后，这四台机泵振动明显减小，避免了因振动过大致使轴承损坏和油封磨损漏油现象的发生。
2.5热媒炉的优化运行。（1）热媒炉清洗。对热媒炉进行化学清洗并更换受污染的导热油。通过对导热油取样化验，得到结果如下表：油品名称：THERMINOL 55#，我们对热媒炉进行了清洗，同时更换了受污染的导热油。通过清洗和换油，导热油流量在热媒泵出口压力0.8MPa的情况下增加10m3/h，加热效率提高了4%。（2）燃气控制系统优化。助燃风和燃气调节阀位的调整需要同步进行。调节不当，会出现以下几个问题：（1）两个阀开度值调的过低，热媒炉就会出力不够。（2）助燃风量大，容易造成引燃火建立不起来。（3）助燃风量小，不利于燃气的充分燃烧。针对这些问题，通过不断的实验和观察，我们更换行程开关，调整了点火器和燃气喷嘴的间距，对助燃风和燃气调节阀的阀位进行了统调，将起始点阀位开度设定在10%，确保了热媒炉的顺利起炉
3目前存在的问题及改进措施
3.1更新热媒泵机组
目前使用的四台热媒泵存在以下问题：（1）泵型较老，效率低，性能下降，泵效由设计的72%下降到50%，影响整个热媒换热系统内的介质流动，降低了原油换热效率。
（2）泵能耗较大，设计与实际配套电机功率为90kW，在运行中电机电流155A，依此推算出泵平均每小时耗能87.6kW，基本是满负荷运行，而最新型同样性能参数的泵的配套电机功率只需75kW。（3）该型泵故障发生率高，由于采用填料密封，连续运行2～3个月密封部位就发生泄漏，污染环境，损失热媒油，并且泵振动过大，频繁维修工作量大，维修费用高。（4）该泵是较早产品，原厂家对该泵经过几次更新换代后，购進的配件与平台上使用的泵很多不匹配，维修难度大。针对目前热媒泵及电机存在问题，我们建议实施以下措施：（1）对热媒泵重新选型，选用排量180 m3/h、扬程100m的新型泵四台。（2）更换电机，使电机与新泵匹配。（3）改造泵进出口流程，消除流程变形对机泵同心度造成的影响。
3.2改造氮封系统，防止导热油氧化
导热油如果长期与空气接触，其性能指标将会严重下降，一方面能加快设备腐蚀，另一方面会加速导热油的聚合，粘度增大。这种问题的出现，一方面原因是膨胀罐内热媒油温度过高，容易使导热油氧化；另一方面，氮封系统密封效果不好，导致膨胀罐内暴氧，给导热油创造氧化条件。因此，需要改造氮封系统，一是用于热媒膨胀罐氮气覆盖，防止热媒氧化；二是用于防止炉内火灾。
3.3增设换热器温度调节系统，确保原油平稳外输
需要增设原油出换热器温度调节系统，确保出换热器原油温度稳定。具有某一恒定温度的导热油，以一定流量流经电动三通调节阀入口管线。这个流量等于进换热器管线和旁通管线流量之和。自动地改变电动三通调节阀直通口的开度，使进换热器导热油流量发生变化，就可以保证原油温度稳定在给定值上。当换热器原油流量增加时，原油出口温度下降，温度变送器TT将这一信号送给控制器调节回路，调节回路根据原油温度给定值与测量值之差并通过PID运算，使电动三通调节阀直通口的开度变大，进入换热器的导热油的流量增加，原油的温度上升，使原油出换热器温度回到给定值上来。反之亦然。
主题词：热媒换热系统 调控 技术改进
中图分类号：TU833+.1
1、热媒换热系统运行简介
整个热媒换热系统主要由三台热媒加热炉、四台热媒泵（功率90kW，流量180m3/h，扬程100m）、热媒膨胀罐（容量10m3）、两台原油换热器、一台外输换热器和一台热水换热器组成。系统操作介质THERMINAL-55导热油.热媒油经过热媒加热炉加热后，进入换热设备（其中包括两台原油换热器、一台外输换热器和一台热水换热器）和原油（或淡水）进行热交换，热交换后的热媒油通过热媒循环泵再返回至热媒炉进行加热，从而形成一套热媒循环加热系统。该系统主要有以下优点：（1）可实现为被加热介质进行0-200℃的大范围加热，其自身具有常压下实现高温加热的功能，解决了蒸汽锅炉高温高压易爆的缺点；（2）控制系统采用进口的UMC800，可实现全过程的自动操作；（3） 整套装置具有热效率高、运行安全可靠等优点，特别适用于有防爆要求的场所；（4）中心二号每天外输液量4000方左右，原油换热器进口原油温度大约40℃，需要把出口原油温度提高到55℃才能满足外输要求。目前，在热媒出炉温度为115℃、流量为205m3/h时，升温约为20℃，这样就能完全满足原油处理及外输要求。
2.热媒换热系统的优化改进
2.1改造热媒炉天然气进气流程
将热媒炉进气流程改在天然气压缩机进气流程上。改造后，一方面超重力脱氧机回气可以由放空火炬放空，超重力脱氧机进出气压差可以从0-0.2 MPa随意调节。另一方面大大简化了系统的调节，热媒进气含水量大大降低，且供气压力稳定在0.19-0.21之间，较好的保证了热媒出炉温度的稳定性，取得了很好的效果。
2.2换热器的技术改造
（1）在原油入口腔体内增加一个导流筒，在换热器内形成一个缓冲腔，降低冲击振动。（2）采取部分钢质支撑圈用于保持翅片管的相互位置，再增加一部分耐温软质支撑圈，要求材质为塑料材质，具有一定的耐温能力和柔韧性，起到吸收振动的作用。这样，可以大大地增加管束的减振性能，达到降低振动的目的。（3）增加边侧支撑板的强度，加强管束的整体刚性：原来换热器的边侧折流支撑板与筒体之间的间隙约为10-30mm，为了增强筒体与管束的一致性，必需减小边侧折流支撑板与筒体之间的间隙，这样，促使换热器筒体和悬浮的管束保持相同的振幅，将作用在换热器与管板之间焊缝的作用力降至最低，达到延长换热器使用寿命的作用。（4）增加换热管与管板之间的焊缝强度。
2.3优化热媒运行参数。（1）热媒干线压力的优化。调节干线压力，使干线压力达到0.3 MPa，略微高于换热器内原油压力。（2）热媒换热系统温度的优化。平台技术人员针对原油加热温度控制问题，计算出原油的最佳温度为55℃。通过现场调节热媒运行参数，使原油外输温度控制在55℃，既消除了因油温高造成的泵气蚀及对管道防腐层的破坏问题，又避免了因油温过低导致的输油管壁结蜡，同时提高了油、气的分离效果。
2.4热媒机泵同心度的优化调整。（1）在原管线支撑下方隔栅的下面增加支撑，支撑底座在甲板上；（2）篮式过滤器的另一端新增加一个支撑（型材取热轧工字钢），支撑底座在甲板上。以上方案实施后，这四台机泵振动明显减小，避免了因振动过大致使轴承损坏和油封磨损漏油现象的发生。
2.5热媒炉的优化运行。（1）热媒炉清洗。对热媒炉进行化学清洗并更换受污染的导热油。通过对导热油取样化验，得到结果如下表：油品名称：THERMINOL 55#，我们对热媒炉进行了清洗，同时更换了受污染的导热油。通过清洗和换油，导热油流量在热媒泵出口压力0.8MPa的情况下增加10m3/h，加热效率提高了4%。（2）燃气控制系统优化。助燃风和燃气调节阀位的调整需要同步进行。调节不当，会出现以下几个问题：（1）两个阀开度值调的过低，热媒炉就会出力不够。（2）助燃风量大，容易造成引燃火建立不起来。（3）助燃风量小，不利于燃气的充分燃烧。针对这些问题，通过不断的实验和观察，我们更换行程开关，调整了点火器和燃气喷嘴的间距，对助燃风和燃气调节阀的阀位进行了统调，将起始点阀位开度设定在10%，确保了热媒炉的顺利起炉
3目前存在的问题及改进措施
3.1更新热媒泵机组
目前使用的四台热媒泵存在以下问题：（1）泵型较老，效率低，性能下降，泵效由设计的72%下降到50%，影响整个热媒换热系统内的介质流动，降低了原油换热效率。
（2）泵能耗较大，设计与实际配套电机功率为90kW，在运行中电机电流155A，依此推算出泵平均每小时耗能87.6kW，基本是满负荷运行，而最新型同样性能参数的泵的配套电机功率只需75kW。（3）该型泵故障发生率高，由于采用填料密封，连续运行2～3个月密封部位就发生泄漏，污染环境，损失热媒油，并且泵振动过大，频繁维修工作量大，维修费用高。（4）该泵是较早产品，原厂家对该泵经过几次更新换代后，购進的配件与平台上使用的泵很多不匹配，维修难度大。针对目前热媒泵及电机存在问题，我们建议实施以下措施：（1）对热媒泵重新选型，选用排量180 m3/h、扬程100m的新型泵四台。（2）更换电机，使电机与新泵匹配。（3）改造泵进出口流程，消除流程变形对机泵同心度造成的影响。
3.2改造氮封系统，防止导热油氧化
导热油如果长期与空气接触，其性能指标将会严重下降，一方面能加快设备腐蚀，另一方面会加速导热油的聚合，粘度增大。这种问题的出现，一方面原因是膨胀罐内热媒油温度过高，容易使导热油氧化；另一方面，氮封系统密封效果不好，导致膨胀罐内暴氧，给导热油创造氧化条件。因此，需要改造氮封系统，一是用于热媒膨胀罐氮气覆盖，防止热媒氧化；二是用于防止炉内火灾。
3.3增设换热器温度调节系统，确保原油平稳外输
需要增设原油出换热器温度调节系统，确保出换热器原油温度稳定。具有某一恒定温度的导热油，以一定流量流经电动三通调节阀入口管线。这个流量等于进换热器管线和旁通管线流量之和。自动地改变电动三通调节阀直通口的开度，使进换热器导热油流量发生变化，就可以保证原油温度稳定在给定值上。当换热器原油流量增加时，原油出口温度下降，温度变送器TT将这一信号送给控制器调节回路，调节回路根据原油温度给定值与测量值之差并通过PID运算，使电动三通调节阀直通口的开度变大，进入换热器的导热油的流量增加，原油的温度上升，使原油出换热器温度回到给定值上来。反之亦然。