节能燃烧器的研制和经济效益

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近几年来，我公司研制的QJ-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型多功能容器由于具有油气分离，油气密闭储存，油气自身加热，油井自身热洗、液位直读、防盗油、拉油自装车等多项功能，在中原、华北、南阳等油田的边远单井、试油井、进站干线长和回压高的低产井得到了广泛的应用，综合效益十分明显。但由于传统简易型火嘴在套管气较少时燃烧效果较差甚至难以点燃，在气量足时燃烧效果也不好，效率低、结碳多，经常需要清理，否则就会阻塞烟道，该产品的优势无法发挥，常常需要在安装火嘴的同时加装电加热器，成本高、安装使用麻烦。针对此情况，为了使该系列产品继续推广到全国各个油田，我们在广泛调查研究的基础上，开发了射喷式高效节能燃烧器。该燃烧器在产品中设计了一、二次风门，采用了更合理的炉体结构，充分利用燃气压力，提高了燃气流速，并可以通过两次风门的粗、微调节大大改善了火焰的燃烧质量，从而提高了热效率，同时减少了一氧化碳气体的产生，符合绿色环保的要求，并且，设置长明火口，实现半自动点火，降低了工人的劳动强度。

1结构及工作原理

多功能容器用射喷式高效节能燃烧器的结构如图1所示，该产品由十个部分组成。其工作原理如下：压力为0.05-0.1MPa的燃气从阀门（5）进入燃气管道，在一次风门（8）处与来自风道的空气进行预混，然后进入烧嘴(1)进行燃烧；点火棒可以从燃烧器上部所设的活门(7)处伸入至烧嘴处进行点火；另一部分空气经二次风门(9)进入炉体，经旋流器(3)导向后与烧嘴处的预混燃气进行二次混合，可以起到改变火焰形状和过剩空气系数的作用；而从观火孔(6)处可以观察和调节火焰燃烧的状态,同时在炉体内还设置了长明火口，燃气经旁通阀（10）进入，可以长期处于点燃状态，以备随时点火。燃烧器点火后缓慢开大进气阀和一次风门，使燃气与空气达到一定的混合比，能够稳定燃烧，调节一次风门可以改变预混气体比例，火焰颜色随之变化，正常火焰应为黄焰带部分蓝焰，并且火焰通透。然后再调节二次风门，二次风门的调节可以改变火焰形状和过剩空气系数，正常状态为火焰充满炉膛，火焰颜色为黄焰带部分蓝焰，并且火焰通透。二次风门关小时，火焰充满度较好，但关得过小，会使进氧量不足，导致烟气中一氧化碳含量高；二次风门开得过大时，过剩空气系数过大，烟气中氧气含量高，两者都会引起热效率的降低。该燃烧器还可以通过对进气阀的开关以及对一、二次风门的调节实现对热负荷的调节。传统的火嘴由于结构简单，功能单一，只有在燃气充足的情况下才能正常燃烧，且效率低，燃烧无法调节，经常大量结碳，导致炉膛内通风不畅，因此，在大多数套管气不足的边远单井，都不得不采用火嘴加装电加热器的方式，增加了成本，同时安装和使用都变得复杂；而我们研制的新型高效燃烧器在套管气较少时（气压为0.05-0.1MPa），仍可以正常燃烧加热，达到多功能容器自加温的目的，并且成本不高，安装方便，半自动点火，使用操作简单安全，高效节能，燃烧充分，绿色环保，具有明显的优越性。

2高效节能燃烧器的技术参数及技术指标

额定负荷260kW最大负荷280kW燃气压力0.05-0.15MPa燃气量18-20m3/h燃气温度≤300℃空气压力≤3kPa

3现场实验及实际使用情况

2007年3月20日，我厂研制的第一台配装射喷式高效节能燃烧器的多功能容器在试采一处春-13井进行试运行。上午九点原油进入罐体内部，油温36℃，气压0.06MPa，液量到达20m3时点燃燃烧器，调节火焰后正常燃烧加热，3小时后，油温达52℃，气压0.2MPa，完全可以自装车，试验成功。试验成功后，2007年3月21日，又在采油六厂进行第二台试验，也顺利成功。自2007年4月15日起，该燃烧器正式批量投入市场，到目前为止，共销售配置该燃烧器的多功能容器20台，同时还将该燃烧器推广到我厂生产的HJ250型系列加热炉中，共生产销售31台，合计创销售收入410余万元。实际使用证明，该燃烧器完全能满足套管气产量较少的边远井多功能容器自加温的需要，而且高效节能，操作方便。

4经济效益分析

目前我公司已生产销售配置该燃烧器的多功能容器20台，同时还将该燃烧器推广到我厂生产的HJ250型系列加热炉中，共生产销售31台，合计创销售收入410余万元。以下是用户经济效益分析。配备新型高效燃烧器的多功能容器与配备传统简易型火嘴加装36KW电加热器的多功能容器相比：（1）二者的单台购置费用分别为8万元和8.6万元，按使用年限8年计算，每年设备购置费用Cs1=1万元，Cs2=1.075万元。（2）单台传统型多功能容器每年所需费用C1C1=Cs1+Cs1′+Cw1+Cn1Cs1′——所需配备的外部辅助设备电线、控制开关等电料0.8万元埋地、走线等安装费用0.2万元共计Cs1′=（0.2+0.8）/8=0.125万元Cn1——能源消耗年费用：传统多功能容器电加热年费用，其传统火嘴可能工作约100余天，其电加热管为36Kw，每天加温12小时，按260天计算，则Cw1=36Kw×12h×260d×0.49元/Kw.h=5.48938万元；则Cn1=5.48938万元Cw1——简易火嘴维修保养年费用：由于每年要对设备检修，包括定期检修电路、定期对烟道内的结碳进行清理以及对简易火嘴本身的保养等。按每次保养0.3万元，每季度一次，则Cw1=0.3×4=1.2万元C1=1.075+0.125+5.4894+1.2=7.88938万元（3）单台配备新型燃烧器的多功能容器年费用C2C2=Cs2+Cs2′+Cw2+Cn2Cs2′——所需配备的外部设备投资：无外部设备Cs2′=0元Cn2——能源消耗年费用：由于采用的是自产套管气，不计燃料成本Cn2=0Cw2——新型燃烧器维修保养年费用：由于该新型燃烧器燃烧效果好，结碳少，无电加热设备，因此大大减少了维护保养费用，按每次0.05万元，半年保养一次，则Cw2=0.05×2=0.1万元C2=1+0+0+0.1=1.1万元（4）配备该燃烧器的新型多功能容器单台年节约费用CjCj=C1-C2=7.88938-1.1=6.78938万元按现在市场价购买1吨标准煤价格570元计算，相当于单台节约标准煤约119.11吨。配备该燃烧器的新型多功能容器目前已销售各采油厂共20台，合计每年较传统多功能容器节约标准煤G=20×119.11=2382.2吨

5结论

（1）该燃烧器高效节能、性价比高,解决了套管气较少时传统火嘴难以适用的问题，真正达到多功能容器自加温的目的，增强了我厂QJ系列多功能容器的市场竞争力；

（2）该燃烧器成本不高，安装方便，半自动点火，使用操作简单安全，燃烧充分，高效节能，绿色环保，可以广泛用于各种储油罐和水套炉设备上，具有很好的市场前景。