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可抽式微正壓加熱爐結(jié)構(gòu)改進

李婷婷
大慶油田工程有限公司

可抽式微正壓加熱爐在高濃度聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等區(qū)塊應(yīng)用時，因加熱介質(zhì)物性差和結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力等影響，出現(xiàn)細煙管與火管管箱連接處焊口開裂現(xiàn)象。為了解決焊縫易開裂和清垢困難的問題，對原有煙火管結(jié)構(gòu)進行改進。將多排細煙管束改為單排的粗煙管，增大煙管間距和煙管束花板支撐跨距，將煙管與火管通過火管管箱相連。改進后的加熱爐運行效果良好，煙火管維修周期由最短的1個月延長至3年以上，大大降低了維修改造成本。

微正壓加熱爐；焊口開裂；煙火管結(jié)構(gòu)；改進

可抽式微正壓加熱爐是在微正壓加熱爐的基礎(chǔ)上，通過一側(cè)封頭開大孔，加法蘭等結(jié)構(gòu)設(shè)計出的一種可抽式加熱爐。其主要特點是煙火管可以整體抽出，便于檢修。本爐在水驅(qū)區(qū)塊使用效果較好，如某采油廠新中207轉(zhuǎn)油站的4臺2.0 MW可抽式微正壓加熱爐連續(xù)運行8年后，使用狀態(tài)仍一直良好。但在聚驅(qū)、高濃度聚驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)等介質(zhì)較差區(qū)塊，可抽式微正壓加熱爐出現(xiàn)了細煙管與火管管箱連接處焊口開裂現(xiàn)象。如某采油廠三元217站的3臺2.0 MW可抽式加熱爐運行約半年時間，就出現(xiàn)了細煙管彎管與火管連接處以及細煙管與火管管箱連接處焊口開裂現(xiàn)象。在煙火管檢修過程中發(fā)現(xiàn)，煙管與煙管之間的間距以及煙管與火管之間的間距均過小，使得清除煙火管上黏著的聚合物軟垢非常困難。

1　損壞原因分析

（1）被加熱介質(zhì)物性較差，容易造成煙火管的結(jié)垢。聚驅(qū)、高濃度聚驅(qū)和三元復(fù)合驅(qū)等區(qū)塊被加熱介質(zhì)中除含有大量的Ca2+、Mg2+等成垢性離子外，還含有大量的聚合物、表面活性劑、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等成垢的黏合劑。采出液被加熱時，煙火管表面除有過飽和的CaCO3、MgCO3、CaSO4等硬垢形成外，另外還有大量聚合物、表面活性劑在高溫?zé)熁鸸鼙砻姘l(fā)生失穩(wěn)時形成的軟垢，這些軟垢黏著、沉積于煙火管表面，最厚處達到100 mm。這些垢層使煙火管換熱效果變差，特別是軟垢的影響更大。另一方面，為了滿足工藝對溫度的要求，加熱爐只能超負荷運行，造成煙火管溫度升高，材料強度降低。當(dāng)煙管、火管之間無法滿足熱膨脹引起的變形協(xié)調(diào)時，就會造成煙火管焊口處撕裂。

（2）煙火管結(jié)構(gòu)緊湊，不易清垢。設(shè)計時，為了煙火管的整體可抽并使開孔最小，將煙管集中在火管的上部，并盡量減小煙管與火管的間距。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致黏著在煙火管表面的軟垢難于徹底清除，造成熱量不能及時傳導(dǎo)，形成惡性循環(huán)。

2　煙火管結(jié)構(gòu)改進

（1）將多排細煙管束改為單排的粗煙管。細煙管束改成單排粗煙管，減少了煙管根數(shù)，增大了煙管與煙管、煙管與火管的間距，便于清垢。

（2）將煙管與火管通過火管管箱相連。管箱的變形可以消除部分煙火管熱膨脹引起的變形不協(xié)調(diào)，解決了原結(jié)構(gòu)在傳熱效果較差時連接處易發(fā)生開裂的問題。

（3）增大花板支撐間距。增大煙管束花板支撐間距，允許煙管有部分橫向變形，從而減小了煙管管束對火管管箱的軸向力，解決了原結(jié)構(gòu)在傳熱效果較差時煙管管束與火管管箱連接處焊口易開裂的問題。

3　結(jié)論

改進后的微正壓加熱爐解決了煙管與火管連接處焊口易開裂、清垢困難的問題，將加熱爐的煙火管維修周期由最短的1個月延長至3年以上，大大降低了維修改造成本。某采油廠309站1#、4#微正壓加熱爐改進后于2011年11月初投產(chǎn)，目前運行情況良好；某采油廠22#轉(zhuǎn)油站的1.0 MW微正壓加熱緩沖裝置于2011年12底投產(chǎn)，目前運行情況良好。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.034

2015-04-07