節(jié)能燃燒器的研制和經(jīng)濟(jì)效益

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近幾年來，我公司研制的QJ-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型多功能容器由于具有油氣分離，油氣密閉儲存，油氣自身加熱，油井自身熱洗、液位直讀、防盜油、拉油自裝車等多項(xiàng)功能，在中原、華北、南陽等油田的邊遠(yuǎn)單井、試油井、進(jìn)站干線長和回壓高的低產(chǎn)井得到了廣泛的應(yīng)用，綜合效益十分明顯。但由于傳統(tǒng)簡易型火嘴在套管氣較少時(shí)燃燒效果較差甚至難以點(diǎn)燃，在氣量足時(shí)燃燒效果也不好，效率低、結(jié)碳多，經(jīng)常需要清理，否則就會(huì)阻塞煙道，該產(chǎn)品的優(yōu)勢無法發(fā)揮，常常需要在安裝火嘴的同時(shí)加裝電加熱器，成本高、安裝使用麻煩。針對此情況，為了使該系列產(chǎn)品繼續(xù)推廣到全國各個(gè)油田，我們在廣泛調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了射噴式高效節(jié)能燃燒器。該燃燒器在產(chǎn)品中設(shè)計(jì)了一、二次風(fēng)門，采用了更合理的爐體結(jié)構(gòu)，充分利用燃?xì)鈮毫Γ岣吡巳細(xì)饬魉伲⒖梢酝ㄟ^兩次風(fēng)門的粗、微調(diào)節(jié)大大改善了火焰的燃燒質(zhì)量，從而提高了熱效率，同時(shí)減少了一氧化碳?xì)怏w的產(chǎn)生，符合綠色環(huán)保的要求，并且，設(shè)置長明火口，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)點(diǎn)火，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1結(jié)構(gòu)及工作原理

多功能容器用射噴式高效節(jié)能燃燒器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該產(chǎn)品由十個(gè)部分組成。其工作原理如下：壓力為0.05-0.1MPa的燃?xì)鈴拈y門（5）進(jìn)入燃?xì)夤艿?，在一次風(fēng)門（8）處與來自風(fēng)道的空氣進(jìn)行預(yù)混，然后進(jìn)入燒嘴(1)進(jìn)行燃燒；點(diǎn)火棒可以從燃燒器上部所設(shè)的活門(7)處伸入至燒嘴處進(jìn)行點(diǎn)火；另一部分空氣經(jīng)二次風(fēng)門(9)進(jìn)入爐體，經(jīng)旋流器(3)導(dǎo)向后與燒嘴處的預(yù)混燃?xì)膺M(jìn)行二次混合，可以起到改變火焰形狀和過?？諝庀禂?shù)的作用；而從觀火孔(6)處可以觀察和調(diào)節(jié)火焰燃燒的狀態(tài),同時(shí)在爐體內(nèi)還設(shè)置了長明火口，燃?xì)饨?jīng)旁通閥（10）進(jìn)入，可以長期處于點(diǎn)燃狀態(tài)，以備隨時(shí)點(diǎn)火。燃燒器點(diǎn)火后緩慢開大進(jìn)氣閥和一次風(fēng)門，使燃?xì)馀c空氣達(dá)到一定的混合比，能夠穩(wěn)定燃燒，調(diào)節(jié)一次風(fēng)門可以改變預(yù)混氣體比例，火焰顏色隨之變化，正常火焰應(yīng)為黃焰帶部分藍(lán)焰，并且火焰通透。然后再調(diào)節(jié)二次風(fēng)門，二次風(fēng)門的調(diào)節(jié)可以改變火焰形狀和過剩空氣系數(shù)，正常狀態(tài)為火焰充滿爐膛，火焰顏色為黃焰帶部分藍(lán)焰，并且火焰通透。二次風(fēng)門關(guān)小時(shí)，火焰充滿度較好，但關(guān)得過小，會(huì)使進(jìn)氧量不足，導(dǎo)致煙氣中一氧化碳含量高；二次風(fēng)門開得過大時(shí)，過剩空氣系數(shù)過大，煙氣中氧氣含量高，兩者都會(huì)引起熱效率的降低。該燃燒器還可以通過對進(jìn)氣閥的開關(guān)以及對一、二次風(fēng)門的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的火嘴由于結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，只有在燃?xì)獬渥愕那闆r下才能正常燃燒，且效率低，燃燒無法調(diào)節(jié)，經(jīng)常大量結(jié)碳，導(dǎo)致爐膛內(nèi)通風(fēng)不暢，因此，在大多數(shù)套管氣不足的邊遠(yuǎn)單井，都不得不采用火嘴加裝電加熱器的方式，增加了成本，同時(shí)安裝和使用都變得復(fù)雜；而我們研制的新型高效燃燒器在套管氣較少時(shí)（氣壓為0.05-0.1MPa），仍可以正常燃燒加熱，達(dá)到多功能容器自加溫的目的，并且成本不高，安裝方便，半自動(dòng)點(diǎn)火，使用操作簡單安全，高效節(jié)能，燃燒充分，綠色環(huán)保，具有明顯的優(yōu)越性。

2高效節(jié)能燃燒器的技術(shù)參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)

額定負(fù)荷260kW最大負(fù)荷280kW燃?xì)鈮毫?.05-0.15MPa燃?xì)饬?8-20m3/h燃?xì)鉁囟取?00℃空氣壓力≤3kPa

3現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)及實(shí)際使用情況

2007年3月20日，我廠研制的第一臺配裝射噴式高效節(jié)能燃燒器的多功能容器在試采一處春-13井進(jìn)行試運(yùn)行。上午九點(diǎn)原油進(jìn)入罐體內(nèi)部，油溫36℃，氣壓0.06MPa，液量到達(dá)20m3時(shí)點(diǎn)燃燃燒器，調(diào)節(jié)火焰后正常燃燒加熱，3小時(shí)后，油溫達(dá)52℃，氣壓0.2MPa，完全可以自裝車，試驗(yàn)成功。試驗(yàn)成功后，2007年3月21日，又在采油六廠進(jìn)行第二臺試驗(yàn)，也順利成功。自2007年4月15日起，該燃燒器正式批量投入市場，到目前為止，共銷售配置該燃燒器的多功能容器20臺，同時(shí)還將該燃燒器推廣到我廠生產(chǎn)的HJ250型系列加熱爐中，共生產(chǎn)銷售31臺，合計(jì)創(chuàng)銷售收入410余萬元。實(shí)際使用證明，該燃燒器完全能滿足套管氣產(chǎn)量較少的邊遠(yuǎn)井多功能容器自加溫的需要，而且高效節(jié)能，操作方便。

4經(jīng)濟(jì)效益分析

目前我公司已生產(chǎn)銷售配置該燃燒器的多功能容器20臺，同時(shí)還將該燃燒器推廣到我廠生產(chǎn)的HJ250型系列加熱爐中，共生產(chǎn)銷售31臺，合計(jì)創(chuàng)銷售收入410余萬元。以下是用戶經(jīng)濟(jì)效益分析。配備新型高效燃燒器的多功能容器與配備傳統(tǒng)簡易型火嘴加裝36KW電加熱器的多功能容器相比：（1）二者的單臺購置費(fèi)用分別為8萬元和8.6萬元，按使用年限8年計(jì)算，每年設(shè)備購置費(fèi)用Cs1=1萬元，Cs2=1.075萬元。（2）單臺傳統(tǒng)型多功能容器每年所需費(fèi)用C1C1=Cs1+Cs1′+Cw1+Cn1Cs1′——所需配備的外部輔助設(shè)備電線、控制開關(guān)等電料0.8萬元埋地、走線等安裝費(fèi)用0.2萬元共計(jì)Cs1′=（0.2+0.8）/8=0.125萬元Cn1——能源消耗年費(fèi)用：傳統(tǒng)多功能容器電加熱年費(fèi)用，其傳統(tǒng)火嘴可能工作約100余天，其電加熱管為36Kw，每天加溫12小時(shí)，按260天計(jì)算，則Cw1=36Kw×12h×260d×0.49元/Kw.h=5.48938萬元；則Cn1=5.48938萬元Cw1——簡易火嘴維修保養(yǎng)年費(fèi)用：由于每年要對設(shè)備檢修，包括定期檢修電路、定期對煙道內(nèi)的結(jié)碳進(jìn)行清理以及對簡易火嘴本身的保養(yǎng)等。按每次保養(yǎng)0.3萬元，每季度一次，則Cw1=0.3×4=1.2萬元C1=1.075+0.125+5.4894+1.2=7.88938萬元（3）單臺配備新型燃燒器的多功能容器年費(fèi)用C2C2=Cs2+Cs2′+Cw2+Cn2Cs2′——所需配備的外部設(shè)備投資：無外部設(shè)備Cs2′=0元Cn2——能源消耗年費(fèi)用：由于采用的是自產(chǎn)套管氣，不計(jì)燃料成本Cn2=0Cw2——新型燃燒器維修保養(yǎng)年費(fèi)用：由于該新型燃燒器燃燒效果好，結(jié)碳少，無電加熱設(shè)備，因此大大減少了維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，按每次0.05萬元，半年保養(yǎng)一次，則Cw2=0.05×2=0.1萬元C2=1+0+0+0.1=1.1萬元（4）配備該燃燒器的新型多功能容器單臺年節(jié)約費(fèi)用CjCj=C1-C2=7.88938-1.1=6.78938萬元按現(xiàn)在市場價(jià)購買1噸標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)格570元計(jì)算，相當(dāng)于單臺節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約119.11噸。配備該燃燒器的新型多功能容器目前已銷售各采油廠共20臺，合計(jì)每年較傳統(tǒng)多功能容器節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤G=20×119.11=2382.2噸

5結(jié)論

（1）該燃燒器高效節(jié)能、性價(jià)比高,解決了套管氣較少時(shí)傳統(tǒng)火嘴難以適用的問題，真正達(dá)到多功能容器自加溫的目的，增強(qiáng)了我廠QJ系列多功能容器的市場競爭力；

（2）該燃燒器成本不高，安裝方便，半自動(dòng)點(diǎn)火，使用操作簡單安全，燃燒充分，高效節(jié)能，綠色環(huán)保，可以廣泛用于各種儲油罐和水套爐設(shè)備上，具有很好的市場前景。