改善真空爐結垢現狀工藝研究

譚 波，丁 燕，歐遠斌，王 林，姚新玲

（中國石化江蘇油田試采一廠，江蘇江都 225265）

改善真空爐結垢現狀工藝研究

譚 波，丁 燕，歐遠斌，王 林，姚新玲

（中國石化江蘇油田試采一廠，江蘇江都 225265）

真空爐自2004年引進我廠以來，由于其安全系數高、自動化程度高、熱效率高等優點在我廠得以大面積推出，但是由于結垢嚴重，清垢方式單一，清垢費用居高不下。本文針對此問題展開研究，通過加藥方式對真空爐水盤管進行清防垢，通過半年實驗以來，效果較為明顯。

真空爐；清防垢；加藥

1 目前現狀及存在的問題

真空爐作為一項新產品引進本廠以來，由于其安全系數、自動化程度、熱效率高等優點自2004年10月在周41站安裝了第一臺真空爐以來陸續在沙26站、曹7站、瓦6站等中型接轉站安裝，截止到2010年12月底全廠已安裝了30臺真空爐，（其中功率為1250 kW的9臺，功率為2000 kW的2臺，功率為2500 kW的5臺，功率為800 kW的10臺，功率為1500 kW的1臺）。

通過近幾年廠家培訓服務的跟進及采油隊的不斷摸索，真空爐的操作使用技術相對成熟，但是由于受水質影響，目前真空爐存在的主要問題就是盤管結垢。目前清垢周期最短只有3個月（如瓦6站1#、3#真空爐）。盤管的結垢不僅降低了爐子的熱效率，嚴重的對生產安全造成一定影響。目前解決盤管結垢的手段只有人工清垢，但是人工清垢存在以下幾個問題：

（1）周期長，目前根據現場清垢施工的時間看，每臺爐子清次垢約5～10天。

（2）費用高，2009年、2010年全年真空爐清垢費用分別為69.4718萬元、79.9766萬元，分別占到真空爐全年維護費用的59%和4%。2009年平均每臺爐子清垢費用為3.47萬元，2010年平均每臺為4.0萬元

（3）環境差，由于每次清垢都需把進出口管線拆下，造成施工現場較臟。對站庫衛生造成一定影響。

（4）能耗高，目前只有當爐子結垢嚴重（進出口壓差達0.4 MPa以上）時才會安排廠家專業施工隊伍清爐子。而真空爐的結垢一方面降低了真空爐的熱效率，另一方面增加了熱水泵的電耗。

2 解決辦法及實施情況

針對以上情況，要解決真空爐盤管結垢情況主要從兩個方面著手，一是通過加藥或增加水處理設備等方式改善水質，最大程度改善盤管結垢情況，減少清垢次數。二是引進推廣新工藝、新技術，對盤管清垢工藝進行改進，降低清垢費用。目前在瓦6站安裝了量子環除垢器，使用效果正在觀測中。對于油盤管的防垢問題，目前通常的做法為化學防垢和除垢，也有電子防垢設備，由于安全的考慮，目前現場還沒有應用。

本次課題研究主要是針對花17站真空爐水盤管結垢嚴重問題，采用加藥方式降低盤管結垢，已達到少清爐、不清爐的目的。

序號 加熱爐型號 功率 燃燒器型號 燃料 投產時間1 ZWN-1250-03 1250KW BGN200 DSPGN 天然氣 2007.10.202 ZWN-1250-03 1250KW COMIST122 DSPNM 重油/天然氣 2007.11.20

2.1 概況

目前花17站主要是運行1#真空爐，2#作為備用爐。由于受水質影響，花17站真空爐水盤管結垢嚴重，平均半年就需清垢一次。

圖1 循環水流程圖

花17站2010年5月及12月共清垢2次，費用為10.7萬元。在2010年11月時1#真空爐進出口壓差就達0.4 MPa

2.2 方案制定及實施

2.2.1 藥劑選用 針對花17真空爐水盤管結垢情況，藥劑選擇根據在試采二廠塔7站、揚10站、卞塘鍋爐站等6個站點使用情況選用Z-W型鍋爐阻垢劑和ZWB除垢劑，作用機理，Z-W阻垢劑是專門針對熱水循環系統研制，主要成份為磷酸鹽和緩蝕劑，該藥劑能調整水的堿度，使循環水始終保持在pH值8～9左右的狀態下運行。連續增加能有效防止鍋爐受熱面上的水垢結附和再生，能夠與鍋爐受熱面上的水垢螯合使水垢晶間分散，將水垢分解成細小松散的泥渣，來達到降低或消除鍋爐水垢的生成。該藥劑優點是能在金屬表面形成均勻致密的保護膜，延長管線使用壽命。

Z-WB除垢劑是以固體酸為主劑，復配而成內含大量緩蝕劑。它與碳酸鹽水垢能發生激烈化學反應，生成易溶于水的鹽類和二氧化碳。除垢劑加藥量視結垢情況而定，溫度控制在60℃最佳，溫度太低反應速度慢，溫度太高（超過80℃）除垢劑內有效成分會分解，失去除垢能力。工藝流程見下圖，為直接加入回水箱，本工藝簡潔方便，投資小。

圖2 新加藥水處理工藝流程

2.2.2 加藥方案及實施情況 初期制定的加藥方案：因制定加藥方案時花17站1#真空爐循環水盤管結垢嚴重（壓差達0.4 MPa），所以先進行除垢，后加阻垢劑。

實施情況，2010年11月中旬，花17站1#真空爐循環水進出口壓差已0.4 MPa，方案實施第一步對其進行加除垢劑清垢，加藥量為100 kg/d，至12月10號由于加藥泵壞未繼續加藥，進出口壓差未發生明顯變化，12月25號安排對1#真空爐進行人工清垢，清垢時發現水垢較以前相對松軟，清垢后壓差為0.1～0.15 MPa，2011年3月初至今開始加藥，前期把剩余的除垢劑加完，后期進行加阻垢劑，每星期加兩次，每次50 kg。

2.3 效果分析（見表1～表3）

3 實施過程中存在的問題

自花17站2010年12月清垢至今6個月以來1#真空爐循環水進出口壓差保持在0.2～0.25 MPa，根據往年數據及經驗未加藥時半年壓差會達到0.4 MPa左右，也就是說加藥防垢效果比較明顯，但不夠理想。主要存在以下幾個問題:

在加藥之初未制定詳細嚴密的加藥計劃，未能根據實際情況及時調整加藥方案，致使采油隊在加藥過程中隨意性較大，一方面造成浪費，二是不能保證防垢效果。

序號 時間 用量 備注初次投加 15天內 100 kg/d 投加除垢劑15～30天 50 kg/d 壓差不降低，用量加強正常投加 30天后 50 kg/3d 投加堿性防垢劑

表1 2011.1-2011.6花17站1#真空爐循環水進出口壓差

表2 2010.05-2010.11花17站1#真空爐循環水進出口壓差

圖1 加藥前后循環水進出口壓差變化曲線

由于所加除垢劑未列入采油隊成本計劃，基層采油隊考慮隊上成本，對加藥積極性不高，后期減少了加藥量；以及加藥泵損壞等原因使得加藥沒能做到連續實施，致使除垢效果不夠理想。

4 總結

對油田地面集輸系統而言，加熱爐好比是整個系統的心臟，如何確保加熱爐高效、安全地運行也是地面集輸工作的重中之重，隨著真空加熱爐的普及，其結垢問題也一直困擾著我們，藥劑防垢跟以往靠人工清垢相比除了其簡便、高效、節能的優勢外還使我們的工作由原來的“被動出擊”變成“主動防御”可最大程度保障生產的安全運行。下步將與采油隊及相關職能部門對藥劑選擇、方案制定做進一步研究，為提高真空爐運行效率和安全系數開展工作。

TG155.16

A

1673-5285（2012）07-0096-03

2012－05-07