油田加熱爐燒損原因及治理分析

李忠?guī)r

（大慶油田工程建設(shè)有限公司建材公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

四合一裝置是目前廣泛應(yīng)用與油田生產(chǎn)中的設(shè)備，四合一裝置融合了分離、緩沖、沉降、加熱四大功能，與傳統(tǒng)工藝相比具有十分顯著的優(yōu)勢(shì)。但是在四合一裝置長(zhǎng)期的運(yùn)行過程中，由于需要對(duì)采出液進(jìn)行加熱，采出液中的雜質(zhì)會(huì)在加熱爐筒壁上形成加強(qiáng)的污垢，在加熱爐長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下很容易造成加熱爐燒損的問題，給油田生產(chǎn)造成極大影響。針對(duì)加熱爐的燒損問題，需要從源頭上分析其原因，并針對(duì)性的采取措施加以防治，才能夠保障油田的安全生產(chǎn)。

1 油田加熱爐燒損的原因分析

1.1 火筒燒損

火筒燒損是引起油田加熱爐燒損最為直接的原因，造成火筒燒損的原因主要是在加熱爐運(yùn)行的過程中，由于加熱爐長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷的運(yùn)行，使得加熱爐燃燒器的功率不斷增加，在短時(shí)間內(nèi)火筒內(nèi)部的溫度快速上升，燃燒器噴射出的火焰在火筒內(nèi)壁形成了較大面積的污垢，這些污垢加上采出液中的雜質(zhì)沉積，會(huì)造成火筒內(nèi)的熱流傳輸不暢，發(fā)生局部的堵塞，引起局部升溫過高，從而引發(fā)了火筒內(nèi)壁變形、穿孔甚至燒損的后果。

1.2 煙火管結(jié)垢

由于油田采出液中的成分比較復(fù)雜，含有大量雜質(zhì)，采出液的礦化程度較高，比較容易形成污垢，并且油田采出液中還同時(shí)還有大量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的粘合劑，會(huì)增加采出液的黏度。在加熱爐長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中，這些雜質(zhì)、泥沙等不但沉積，逐漸形成了含有碳酸鈣、碳酸鎂等成分的鹽類結(jié)晶，這些結(jié)晶逐漸附著在加熱爐的煙火管上，造成了比較嚴(yán)重的結(jié)垢，從而增加了加熱爐燒損的幾率。

此外，加熱爐的煙火管在使用一段時(shí)間后需要定期進(jìn)行清潔，及時(shí)的將煙火管上的結(jié)垢進(jìn)行清理，但是由于很多設(shè)備管理人員忽視了加熱爐煙火管的清潔，使得結(jié)垢無法被及時(shí)的清理，在加熱爐運(yùn)行中如果煙火管出口的溫度不達(dá)標(biāo)，就必須通過加大燃?xì)饬康姆绞郊右越鉀Q，但這會(huì)使得煙火管內(nèi)部的溫度不斷升高，進(jìn)一步加劇煙火管結(jié)垢的問題。

1.3 火筒鋼材耐高溫性能不佳

目前，大部分油田加熱爐中所用火筒和煙火管的材質(zhì)都是20R的鋼材，這種鋼材耐高溫的上限是475℃，如果油田加熱爐長(zhǎng)期超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)使得火筒局部的溫度不斷升高，甚至接近溫度上限，加上火筒內(nèi)部的結(jié)垢，就會(huì)引起火筒鼓包、變形的情況，直至造成加熱爐燒損的嚴(yán)重后果。

1.4 燃燒器強(qiáng)度過大

隨著油田開采量的不斷增加，使得油田采出液中的成分越加復(fù)雜，其中包含的雜質(zhì)和泥沙量不斷增加，在這種情況下大量的雜質(zhì)和絮狀沉淀物會(huì)不斷沉積在煙火管的外壁，造成煙火管傳熱的效果大大降低，在這種情況下只能通過加強(qiáng)燃燒器的燃燒強(qiáng)度的方式加以解決，但燃燒器的燃燒強(qiáng)度過大會(huì)造成火筒局部的升溫過高，繼而引起加熱爐燒損的情況。

2 油田加熱爐燒損的治理措施

2.1 超高溫?zé)龘p問題的治理措施

針對(duì)由于加熱爐超高溫所引起的燒損，需要通過壓火降溫的方式進(jìn)行解決。例如，當(dāng)在加熱爐達(dá)到超高溫狀態(tài)時(shí)需要及時(shí)熄火，將閥門緩緩排泄，在這種情況下就會(huì)改善加熱爐燒損的問題；同時(shí)，還需要定期對(duì)加熱爐的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查和維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)截至流量過低所引發(fā)的超高溫燃燒的問題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行冷靜處理，避免在不經(jīng)處理的情況下就盲目的重新啟動(dòng)加熱爐，以免引起安全事故，而是需要在查明加熱爐運(yùn)行問題的前提下，對(duì)加熱爐采取氣化、泄壓等處理，在確保安全后再重新啟動(dòng)[1]。

2.2 及時(shí)清理加熱爐

針對(duì)由于煙火管結(jié)垢所引起的加熱爐燒損的問題，為了避免采出液中的雜質(zhì)、泥沙、絮狀物等在煙火管內(nèi)部的沉積所引起的煙火管堵塞、變形等問題，需要定期對(duì)煙火管進(jìn)行深度的清理，及時(shí)的清除煙火管中的沉積物，增加煙火管中介質(zhì)的流速，避免煙火管堵塞所造成的加熱爐燒損。

2.3 優(yōu)化火筒鋼材

一般而言，當(dāng)加熱爐燃燒溫度超過400℃時(shí)，火筒的鋼材在長(zhǎng)時(shí)間超高溫的環(huán)境下溫度接近可承受的上限，會(huì)使得火筒鋼材的應(yīng)力值下降，從而引起結(jié)構(gòu)變形、燒損等問題。為了有效解決因鋼材耐高溫性所引起的加熱爐燒損問題，可以通過在鋼材中加入合金材料的方式提高火筒的耐高溫性[1]。一般可以選擇150CrMoR耐高溫鋼材，其具有十分優(yōu)越的耐高溫性能，在加熱爐長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的情況下不易發(fā)生形變，可以在火筒耐火磚的出口位置進(jìn)行使用。

2.4 對(duì)燃燒器的燃燒強(qiáng)度進(jìn)行控制

在很多油田企業(yè)所使用的加熱爐裝置中都存在著加熱爐超負(fù)荷運(yùn)行的情況，當(dāng)加熱爐燃燒器的強(qiáng)度超出可承受的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成燃燒器的損壞，繼而引發(fā)加熱爐燒損的后果。因此，需要對(duì)燃燒器的燃燒強(qiáng)度加以控制，避免過度燃燒引起的局部溫度過熱，減少加熱爐燒損的現(xiàn)象。

3 油田加熱爐燒損的預(yù)防措施

為了盡可能降低油田加熱爐燒損的幾率，需要根據(jù)油田采出液類型的差異執(zhí)行針對(duì)性的治理措施。一方面，要定期對(duì)加熱爐的煙火管、火筒等部位的結(jié)垢進(jìn)行徹底的清理，一般清理的周期至少一年一次；另一方面，還需要在加熱爐中安裝自動(dòng)報(bào)警裝置，對(duì)加熱爐的運(yùn)行溫度進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，當(dāng)超出設(shè)定溫度時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，并自動(dòng)降低溫度，減少燃燒器的進(jìn)氣量和輸送量，從而避免溫度過高引起的燒損。

要對(duì)轉(zhuǎn)油站的油氣集輸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，更加科學(xué)合理的控制加熱爐的運(yùn)行負(fù)荷，避免超負(fù)荷運(yùn)行的情況。

要針對(duì)性加熱爐的運(yùn)行制定完善的監(jiān)督與管理機(jī)制，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行加熱爐的運(yùn)行管理，避免超負(fù)荷運(yùn)行和超高溫運(yùn)行的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

四合一裝置是油田生產(chǎn)中不可或缺的重要設(shè)備，其中加熱爐的運(yùn)行關(guān)系到了油田開采及生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。加熱爐的燒損問題會(huì)嚴(yán)重影響油田的生產(chǎn)，給油田企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)加熱爐燒損問題，需要結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)引起加熱爐燒損問題的原因提出相應(yīng)的治理措施，并制定完善的預(yù)防及管控機(jī)制，從而確保油田加熱爐的規(guī)范化運(yùn)行。