介質內循環噴射火筒除垢技術及應用

曹 瑋 大慶油田工程有限公司

介質內循環噴射火筒除垢技術及應用

曹 瑋 大慶油田工程有限公司

三元復合驅、高濃度聚驅區塊使用的火筒式加熱爐采用介質內循環噴射火筒除垢技術，用管道泵對加熱爐內介質進行內部循環，通過在加熱爐火管部位設置的沖洗裝置噴射到火管的表面，提高了火管外表面被加熱介質的擾動程度，減少雜質的沉積，達到了防除垢的目的，同時又防止了火管鼓包變形情況的發生。綜合比較，采用介質內循環噴射火筒除垢技術的加熱爐具有節約能源、熱效率高、事故率低、安全性高等特點。

加熱爐；介質內循環；噴射；火筒；除垢

目前，大慶油田使用的加熱爐有數千臺，是油氣生產和輸送中的主要耗能設備。在三元復合驅和高濃度聚合物驅區塊油井產出液中等成垢性離子含量高，另外，原油中瀝青等雜質含量也比較多，介質被加熱后，介質中所含的聚合物因溫度升高而轉變為黏稠狀的液體，與過飽和的CaCO3、MgCO3、CaSO4等鹽類和原油中所含的雜質等共同沉積于煙火管的外表面，形成一種質地黏彈松軟、熱阻大的結垢層。垢層的累積使得火管的導熱性變差，造成局部過熱，從而出現火管鼓包變形的問題，需對加熱爐進行清垢和更換火管損壞部分，維修費用高，周期頻繁，并且造成長時間停產，影響正常的生產運行。為了解決以上問題，開發了介質內循環噴射火筒除垢技術。

（1）介質內循環噴射火筒除垢技術根據加熱爐結構、被加熱介質特性及流動狀態等特點，用管道泵對加熱爐內介質進行循環，循環介質通過在加熱爐火管部位設沖洗裝置噴射到火管表面，提高了火管外表面被加熱介質的擾動程度，減少雜質的沉積，防止了火管鼓包變形情況的發生。

（2）介質內循環噴射火筒除垢技術不但有防除垢的效果，同時介質內循環的噴射作用，增加了煙火管外表面介質的流速，提高了加熱爐的傳熱效率。

（3）采用內循環噴射火筒除垢技術的加熱爐，減少了因火管鼓包變形而產生的維修費和頻繁停產清淤產生的費用，只需在每年加熱爐檢修期間對煙火管進行清垢，不會對生產運行造成影響，安全性能也得到了提高。

2009年在大慶油田采油三廠薩北22#轉油站開展了對比試驗，轉油站內3#、4#加熱爐同為1.0 MW加熱爐，并配有爐管高溫檢測裝置，在4#加熱爐采用介質內循環噴射火筒除垢技術。加熱爐應用該技術運行監測如下：

（1）爐管高溫檢測裝置設置475℃時高溫報警，485℃時自動減負荷運行，監測加熱爐運行狀態可知，采用介質內循環噴射火筒除垢技術的4#加熱爐運行狀態良好，3#加熱爐在運行3個月后頻繁出現高溫報警及自動減負荷運行情況，影響了正常生產，在運行5個月后，火管鼓包情況發生。測量火管表面結垢層，3#加熱爐火管表面結垢層約5 cm厚，4#加熱爐火管表面結垢層約0.5 cm厚。

（2）在不同使用時期設定兩個加熱爐的燃氣消耗量、來液溫度及流量，記錄加熱爐出液溫度并換算加熱爐的熱效率。比較發現：未使用除垢技術的加熱爐運行3個月后熱效率明顯降低，并隨著時間的延長，與采用除垢技術的加熱爐的熱效率差距也越來越大。對于油田運行的上千臺加熱爐，采用新技術減少了燃料的消耗，提高了加熱爐的熱效率。

通過幾年的現場試驗發現在三元復合驅、高濃度聚驅區塊使用的普通火筒式加熱爐，使用大約5個月后，嚴重的積垢使火管的導熱性變差，造成火管局部過熱，相繼出現火管鼓包變形的問題，為保證加熱爐的熱效率及安全運行，普通火筒式加熱爐每運行3個月就需要進行停產清垢，每次清垢需要停爐，嚴重影響正常的生產運行。

綜合比較，采用介質內循環噴射火筒除垢技術的加熱爐具有節約能源、熱效率高、事故率低、安全性高等特點，可以適當擴大在三元復合驅、高濃度聚驅區塊使用的數量，并進一步跟蹤和完善。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.005

2015-04-07