油田在用加熱爐維修改造技術(shù)分析

宮玉芹（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000）

油田在用加熱爐維修改造技術(shù)分析

宮玉芹（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，黑龍江 大慶 163000）

通過(guò)描述加熱爐的使用狀況及存在的問(wèn)題，闡述了近幾年在加熱爐大修中所采用的方法及今年加熱爐大修中創(chuàng)新點(diǎn)，分析對(duì)比加熱爐改造后的經(jīng)濟(jì)效益，總結(jié)出今后加熱爐改造思路。

加熱爐；改造；效益

1 油田加熱爐的使用狀況

目前我廠在用加熱爐累計(jì)為156臺(tái)（包括四合一），主要用于摻水、外輸、采暖以及原油脫水前的加熱等工藝過(guò)程。使用的爐型有：火筒爐、水套爐、真空爐、管式爐等。其中火筒式加熱爐所占的比例最大，占加熱爐的70%以上，真空爐應(yīng)用了37臺(tái)，管式爐數(shù)量相對(duì)較少。

火筒爐用于工藝流程中泵的前面，承壓低，處理量大，主要用做摻水爐。

水套爐用于工藝流程中泵的后面，承壓相對(duì)較高，處理量相對(duì)較小，主要用做外輸爐。

真空爐用于工藝流程中泵的后面，承壓相對(duì)較高，處理量相對(duì)較小，可單獨(dú)也可同時(shí)用做摻水、外輸、脫水、采暖爐。

管式爐一般處于工藝流程中泵的后面，負(fù)荷大、溫度高、壓力高，可單獨(dú)用做摻水、外輸、脫水爐。

2 油田在用加熱爐存在的問(wèn)題

2.1 介質(zhì)、煙氣對(duì)加熱爐的腐蝕

油田加熱爐長(zhǎng)期受到介質(zhì)和煙氣的腐蝕，特別是煙火管、煙箱和煙囪等部件，據(jù)統(tǒng)計(jì)大慶油田每年需要維修改造的加熱爐約有100多臺(tái)，我廠2005年維修、更換14臺(tái)。

2.2 油田加熱爐的安全狀況良莠不齊

與中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY0031－2004《石油工業(yè)用加熱爐安全規(guī)程》在安全性能和自動(dòng)化水平方面的要求還有一定的差距。

SY031－2004《石油工業(yè)用加熱爐安全規(guī)程》屬于強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，在9.7條中對(duì)燃燒系統(tǒng)的安全設(shè)施作了具體要求：“具備電力供應(yīng)條件的加熱爐應(yīng)配備自動(dòng)點(diǎn)火和斷電熄火時(shí)自動(dòng)切斷燃料供給的熄火保護(hù)控制系統(tǒng),自動(dòng)燃?xì)馊紵b置防爆等級(jí)的確定應(yīng)符合GB50058的規(guī)定。對(duì)于輸出功率大于1200KW的自動(dòng)燃?xì)馊紵b置，應(yīng)具備漏氣檢測(cè)功能”，2005年以前，我廠在用的全自動(dòng)燃燒裝置用量很小，并且完全具備上述功能的也尚為少數(shù)。主要存在以下問(wèn)題：

①火棒點(diǎn)火，點(diǎn)火時(shí)爆燃可能危及操作人員；

②有些燃燒器無(wú)熄火保護(hù)裝置，熄火后不能立即切斷燃料供給；

③氣路手動(dòng)閥門不嚴(yán)，熄火后關(guān)不死；

④有的全自動(dòng)燃燒器無(wú)漏氣檢測(cè)裝置，存在安全隱患；。全自動(dòng)燃燒器如果沒(méi)有設(shè)置漏氣檢測(cè)裝置,電磁閥組一旦關(guān)閉不嚴(yán),在使用過(guò)程中點(diǎn)火時(shí)發(fā)生爆爐；

⑤帶有熄火保護(hù)裝置的某些燃燒器，電磁閥只有一級(jí)，不符合國(guó)際慣例，存在安全隱患；

⑥濕天然氣含水、含油污較多，影響燃燒器的正常運(yùn)行。

2.3 煙火管表面結(jié)垢嚴(yán)重，造成局部過(guò)熱，使得火筒鼓包

由于加熱爐加熱的含油污水，其中含有大量的泥沙、油污、鈣鎂離子、懸浮物等，當(dāng)介質(zhì)進(jìn)入加熱爐后就會(huì)在熾熱的煙火管表面形成不同程度的污垢，使煙火管的傳熱效率降低、強(qiáng)度下降。硬垢層厚度約為2～3mm，硬垢上表面還有厚達(dá)10cm的淤泥等懸浮物，這就是煙火管上表面容易鼓包的起因之一。

2.4 高額的加熱爐維修改造費(fèi)用

加熱爐改造的主要工作量是更換原來(lái)的煙火管，更換單側(cè)封頭、煙箱或煙囪。更換煙火管時(shí)，首先要進(jìn)行清罐，拆卸高大的煙囪和部分保溫層，達(dá)到動(dòng)火條件后，割開單側(cè)封頭，使其與煙火管一起抽出，然后割掉煙箱，再?gòu)姆忸^上割掉舊的煙火管，焊上新的煙火管，最后焊上煙箱，重新與殼體組焊，射線檢測(cè)、水壓試驗(yàn)、內(nèi)外防腐、恢復(fù)保溫層、吊裝煙囪完成加熱爐的維修改造。

1.5 MW～2.5MW的加熱爐改造費(fèi)用平均約為30萬(wàn)元，耗時(shí)1～2個(gè)月，甚至更長(zhǎng)時(shí)間，而且嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

總之，上述幾種改造技術(shù)中，由于采用了強(qiáng)制供風(fēng)系統(tǒng)和細(xì)煙管技術(shù)，大大提高了煙氣的流速，提高了傳熱系數(shù)，降低了同負(fù)荷加熱爐所需的傳熱面積，節(jié)省了鋼材；煙囪也從原來(lái)的20～24m降為4～8m，這樣不但節(jié)省了鋼材，而且也省去了煙囪繃?yán)K等組件，效率高，能耗低，操作安全方便，空氣排放滿足環(huán)保要求，提高了使用壽命。不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且有著較好的社會(huì)效益。

3 對(duì)今后加熱爐維修改造的思路設(shè)想

3.1 產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目

對(duì)于產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目，建議在加熱爐的方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)選型時(shí)，一步到位，即選用熱效率較高的爐型，并配備符合中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，SY031－2004《石油工業(yè)用加熱爐安全規(guī)程》的全自動(dòng)燃?xì)馊紵鳌?/p>

泵前選用微正壓加熱爐或煙火管可抽式微正壓加熱爐代替老式火筒爐，泵后選用真空爐代替水套爐、管式爐。微正壓加熱爐用在新開發(fā)的油田或結(jié)垢較輕的區(qū)塊，煙火管可抽式微正壓加熱爐用在結(jié)垢較重的區(qū)塊。

3.2 加熱爐改造項(xiàng)目

按照油田加熱爐大修改造最常見的處理方法，即全部更換煙火管和煙囪，做了三個(gè)改造方案進(jìn)行比較。

方案一：將原加熱爐煙火管改為可抽式微正壓結(jié)構(gòu)(含新配全自動(dòng)燃燒器)；

方案二：將原加熱爐煙火管改為可抽式負(fù)壓結(jié)構(gòu)，另配新型燃燒器（安全要求）；

方案三：保持原加熱爐煙火管結(jié)構(gòu)，另配新型燃燒器（安全要求）。

3.3 在用燃?xì)馊紵b置的改造

對(duì)于在用負(fù)壓燃?xì)馊紵b置通過(guò)技術(shù)改造，使其達(dá)到最基本的安全標(biāo)準(zhǔn)，即自動(dòng)點(diǎn)火、熄火保護(hù)功能，雙級(jí)電磁閥防泄漏功能，取代最原始的火棒點(diǎn)火方式，對(duì)于已經(jīng)安裝的單級(jí)電磁閥防泄漏改為雙級(jí)電磁閥，以保證在切斷燃料供給時(shí)的絕對(duì)可靠。

3.4 在用加熱爐安裝超聲波除垢儀

如果超聲波除垢儀的實(shí)際應(yīng)用效果能夠達(dá)到提高爐效在3%以上，對(duì)于在用的完好的負(fù)壓火筒爐安裝超聲波除垢儀。