油田加熱爐維修改造技術(shù)

崔 鵬

（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

油田企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于加熱爐的依賴非常大，由于作業(yè)環(huán)境的特殊性，加熱爐長(zhǎng)期保持在高強(qiáng)度運(yùn)行狀態(tài)，極易出現(xiàn)各種運(yùn)行問(wèn)題。油田企業(yè)要想切實(shí)發(fā)揮加熱爐裝置的作用，就需要從自身的生產(chǎn)特殊性出發(fā)，結(jié)合加熱爐運(yùn)行環(huán)境和故障現(xiàn)象，做好日常維修改造工作。通過(guò)有效應(yīng)用各種維修和改造技術(shù)，進(jìn)一步解決油田加熱爐運(yùn)行和使用中的各種問(wèn)題，為油田企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

1 油田加熱爐存在的問(wèn)題

1.1 介質(zhì)、煙氣對(duì)加熱爐的腐蝕

加熱爐在長(zhǎng)期運(yùn)行和使用過(guò)程中由于介質(zhì)和煙氣，加熱爐的煙火管、煙箱、煙囪等部件極易出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。根據(jù)大慶油田實(shí)際生產(chǎn)情況來(lái)看，每年大約有超過(guò)100 臺(tái)的加熱爐需要進(jìn)行維修和改造。

1.2 油田加熱爐的安全狀況良莠不齊

我國(guó)石油行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展過(guò)程中，加熱爐作為重要生產(chǎn)要素，行業(yè)陸續(xù)出臺(tái)了相應(yīng)操作標(biāo)準(zhǔn)與要求。雖然在當(dāng)前發(fā)展背景下，加熱爐操作的安全性和自動(dòng)化水平都有所提升，但仍存在很大發(fā)展空間。石油行業(yè)加熱爐使用過(guò)程中，明確規(guī)定加熱爐中燃燒系統(tǒng)需符合以下安全標(biāo)準(zhǔn)與要求：加熱爐具備一定的電力供應(yīng)條件，因此在實(shí)際使用過(guò)程中，必須要根據(jù)系統(tǒng)安全性的標(biāo)準(zhǔn)與要求，為其配置自動(dòng)點(diǎn)火、斷電熄火時(shí)自動(dòng)切斷燃料的裝置，使得熄火保護(hù)控制系統(tǒng)能夠達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與要求，且要保障自動(dòng)燃?xì)馊紵b置具有較高的防爆等級(jí)。一些石油企業(yè)在油田生產(chǎn)時(shí)使用的自動(dòng)燃?xì)馊紵b置的輸出功率相對(duì)較大，甚至達(dá)到1200 kW 以上。此時(shí)，如果要滿足安全使用標(biāo)準(zhǔn)，需保障該裝置具有良好的漏氣檢測(cè)功能。以某油田企業(yè)生產(chǎn)為例，2005 年以前，使用的全自動(dòng)燃燒裝置用量非常小，且未完全滿足各種功能，主要存在以下使用問(wèn)題。

（1）火棒點(diǎn)火時(shí)存在巨大安全威脅，如可能會(huì)發(fā)生爆炸。

（2）有些燃燒器并未配備熄火保護(hù)裝置，使得熄火以后，不能立即切斷燃料供給。

（3）氣路手動(dòng)閥門的密閉性不好，熄火以后無(wú)法關(guān)閉嚴(yán)實(shí)。（4）未根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)配備漏氣檢測(cè)裝置，使得整個(gè)裝置使用過(guò)程中存在非常大的安全隱患，尤其是缺乏漏氣檢測(cè)裝置的配備，在電磁閥組關(guān)閉不嚴(yán)實(shí)的情況下，加熱爐燃燒室閃爆現(xiàn)象難以避免[1]。

1.3 煙火管表面結(jié)垢嚴(yán)重

油田加熱爐在運(yùn)行使用過(guò)程中，煙火管表面極易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，影響加熱爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來(lái)說(shuō)，若加熱爐加熱含油污水，就會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱、火筒鼓包的情況。根本原因是含油污水中泥沙、油污、鈣鎂離子、懸浮物等含量偏高，一旦介質(zhì)進(jìn)入加熱爐以后，就會(huì)引起煙火管的表面結(jié)垢，此時(shí)，煙火管難以維持可靠運(yùn)行狀態(tài)，傳輸效率偏低[2]。

1.4 加熱爐維修改造費(fèi)用較高

為確保加熱爐可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，各油田企業(yè)都需要從自身實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)維修和改造加熱爐。通常情況下，在加熱爐維修改造過(guò)程中，重點(diǎn)是改造煙火管和單側(cè)封頭、煙箱和煙囪。在煙火管改造過(guò)程中，必須要有效做好清罐工作，適當(dāng)拆卸煙囪和部分的保溫層結(jié)構(gòu)。滿足動(dòng)火標(biāo)準(zhǔn)后，及時(shí)割開單側(cè)封頭，同步抽出單側(cè)封頭與煙火管，隨后割掉煙箱，開始從封頭位置處割掉舊煙火管，重新進(jìn)行新煙火管的焊接。最后將煙箱焊接起來(lái)，重新將焊箱和殼體有效組焊起來(lái)。全部改造作業(yè)完成以后，要采取射線檢測(cè)、水壓試驗(yàn)、內(nèi)外防腐、保溫層恢復(fù)處理等措施，保障最終維修改造效果。通常情況下，1.5～2.5 MW 加熱爐的維修改造費(fèi)用達(dá)到30 萬(wàn)元，需耗費(fèi)1～2 個(gè)月時(shí)間，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)作業(yè)。通過(guò)綜合改造和設(shè)計(jì)方案，最終選用強(qiáng)制供風(fēng)系統(tǒng)和細(xì)煙管技術(shù)，能夠取得良好改造效果，提升加熱爐運(yùn)行時(shí)煙氣流速，保持最佳傳熱效率。該改造方案，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳熱面積的有效控制，減少鋼材用量，煙囪長(zhǎng)度也有所減小，有效提升了傳熱效率，節(jié)約能耗[3]。

2 加熱爐維修改造相關(guān)措施

2.1 局部使用耐高溫鋼進(jìn)行改造

油田加熱爐維修改造工作中，要使加熱爐能夠保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，可以對(duì)加熱爐實(shí)施局部耐高溫鋼改造。由于碳鋼結(jié)構(gòu)的特殊性，一旦其溫度超出400 ℃，其蠕變極限和高溫持久強(qiáng)度將大大降低。該材料應(yīng)力相對(duì)較低，當(dāng)在該材料中添加一定量的鉻、鎳元素后，即可改變碳鋼結(jié)構(gòu)的原有性能[4]?；鹜布訜釥t的耐火磚口位置，可以使用耐高溫鋼。通過(guò)改造，可以有效降低加熱爐鼓包、燒漏等情況的出現(xiàn)概率。

2.2 增設(shè)爐管高溫檢測(cè)裝置

使用高溫檢測(cè)裝置在一定程度上也可以滿足加熱爐改造的需求，通過(guò)改造，加熱火管表面的實(shí)際溫度可以得到有效控制。一旦加熱爐運(yùn)行時(shí)火管表面溫度超出正常溫度值，高溫檢測(cè)裝置可立即進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，其中自帶的程序可以控制燃?xì)饬?，使得火管的耐受溫度保持在正常范圍?nèi)。

2.3 加熱爐盤管綜合防垢

加熱爐運(yùn)行時(shí)盤管易出現(xiàn)結(jié)垢，當(dāng)結(jié)垢現(xiàn)象明顯時(shí)，傳熱效率將大大降低，浪費(fèi)燃料。污垢還會(huì)加劇加熱爐中其他設(shè)備和管道的腐蝕，大大減小管線的有效面積。加熱爐運(yùn)行過(guò)程中管線內(nèi)部壓力非常大，設(shè)備面臨較大安全風(fēng)險(xiǎn)[5]。針對(duì)這一情況，在加熱爐改造過(guò)程中，專業(yè)人員需要結(jié)合盤管具體情況，更換盤管，實(shí)現(xiàn)加熱爐的優(yōu)化。在易出現(xiàn)結(jié)垢的位置，要安裝強(qiáng)磁防結(jié)垢裝置，向加熱爐提供足夠的軟化水，起到阻垢、防腐蝕的效果。

2.4 燃燒器技術(shù)改造

加熱爐維修改造過(guò)程中，燃燒器的改造同樣是關(guān)鍵。專業(yè)人員可以選用先進(jìn)的內(nèi)部混合霧化等技術(shù)，使得燃燒器能夠在運(yùn)行時(shí)保持良好的霧化效果，提高燃燒值，有效遏制結(jié)垢現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

加熱爐是油田企業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵要素，企業(yè)要針對(duì)加熱爐運(yùn)行中存在的各種突出問(wèn)題，采取恰當(dāng)有效的改造方案，使得加熱爐結(jié)垢、腐蝕等情況有所緩解，維持加熱爐可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。