火筒爐用SR型燃燒器故障原因分析

李海燕 楊永純（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

燃燒器是將燃料（主要是可燃氣體）與空氣按照一定的方式混合噴出并燃燒的裝置，油田工業用燃燒器通常用耐高溫、抗腐蝕的不銹鋼或其它合金制成，其作用是將燃料氣（主要是天然氣）與空氣混合燃燒后為加熱爐提供熱能。燃燒器是火筒式加熱爐的關鍵部件之一，其工作中涉電涉火、正確認識并排除它的各類故障，既是生產需求又是安全要求，它的好壞直接關系到加熱爐運行安全[1]，更關系到加熱爐的運行指標能否達到生產要求，其工況不良可能會影響到原油脫水效果、系統冬季平穩運行以及油井熱洗清蠟、管線解堵等諸多環節。燃燒器良好的工作狀態可以讓燃燒更加充分，使燃氣利用最大化，避免了火焰燃燒不良導致熱效率不高及燃氣浪費。

1 SR型燃燒器應用現況

SR 型燃燒器是油田火筒式加熱爐上廣泛使用的一種燃燒器，目前在用較多的是SR-I型，SR-Ⅱ型、SR-Ⅲ型，其中SR-I型的產品是簡單的手動調節型燃燒器，其工藝流程比較簡單，點火主要利用人工點火棒進行點火，其配比主要利用爐前負荷表及風門標度牌進行調整，此類產品在各個采油廠逐年被新型產品所替換，現場應用該型產品的數量已經較少。

SR-Ⅱ型燃燒器（圖1）是由I 型普通天然氣燃燒器和自動控制系統所組成的智能自動調節型燃燒器，其自動控制系統中的核心為智能儀表，同時與SR-I型相比較，在現場生產的工藝流程中增加了許多控制元器件。可以實現“熄火報警”、“泄漏報警”、“高低溫報警”等功能，它在燃燒方面可將煙氣的過剩空氣系數維持在1.05～1.15，保證燃料和空氣充分混合燃燒，燃燒效率高[2]與SR-I代產品比較其節能效果也更加明顯。

SR—Ⅲ型燃燒器（圖2）是油田目前廣泛在用的一種產品，采用先進的可編程序控制器（PLC）和觸摸屏替代了以往的常規智能儀表，利用編寫程序進行邏輯控制，大大提高了控制系統的控制精度、可靠性及穩定性。產品在結構上也進行了調整，控制元器件也應用了精度更高產品，整套產品的故障率比SR-Ⅱ型更加可靠，實現了燃燒器更高級更科學的自動控制。

圖1 SR-Ⅱ型燃燒器

圖2 SR-Ⅲ型燃燒器

2 常見故障及排除方法

SR-I型燃燒器在現場使用已經很少，其主要故障是燒不上溫度，主要原因是燃燒器噴火孔結焦、燃氣壓力不夠或主氣閥沒打開（冬季燃氣管線含水管線凍）、型號選擇設計不合理、溫度檢測元件出現誤差或故障；另一個主要故障是燃燒器容易出現喘振現象，其原因是風門開度不合理、燃氣中有雜質或管線進油（負荷表波動）。以下主要介紹SR-Ⅱ型和SR-Ⅲ型這兩種燃燒器的故障原因及排除方法。

2.1 SR-Ⅱ型燃燒器的主要故障

SR-Ⅱ型燃燒器是普通天然氣燃燒器和自動控制系統所組成的智能自動調節型燃燒器，現場應用常見故障見表1。當SR-Ⅱ型燃燒器有下列情況時需清理燃燒器噴孔：控制室內自動提火時溫度燒不上去；現場燃燒火焰成深藍色且火苗短；燃燒器只有部分噴孔向外噴氣；燃燒器發出憋悶的聲音；燃氣管道內進油或進入其它雜質；爐前負荷表顯示超過544 kJ/h，溫度仍然燒上不去。

這里所說溫度燒不上去有兩種可能：一是氣壓過低，燃氣最大量也不能滿足溫度要求，這時應將手動閥門開大以補充氣量或將來氣穩壓閥重新調整；二是在工藝流程中，出現壓力不均或外輸量不均，這種情況需要先檢查流程中的壓力及外輸流量或給容器補給流量后，再進行重新調整。只有滿足上述情況中任意三項時，才可判斷為需要清理燃燒器。清理燃燒器的方法為：先斷電，然后拆除管線與燃燒器的軟連接，接下來拆除火焰探頭、引火管、點火槍、燃燒器芯與配風外殼的緊頂絲，之后將噴嘴抽出，用鋼絲或其它工具穿透噴孔使其恢復原狀，之后按順序安裝完畢后送電。

表1 SR-Ⅱ型燃燒器主要故障原因及排除方法

2.2 SR-Ⅲ型燃燒器的主要故障

SR-Ⅲ型燃燒器在結構上進行了更多調整，實現了更科學的自動控制，故障率比SR-Ⅱ型更低，現場應用中常見故障見表2。

3 設備失靈的應急處置

對于SR-Ⅱ和SR-Ⅲ型燃燒器來說，因其較多采用了自動控制的系統、元件，如果這些設備出現故障第一時間不能及時維修排除，導致系統失溫會給原油等產品質量造成影響，尤其是冬季可能會對生產系統帶來嚴重的后果，所以應制定當自動系統失靈時采取手動應急的處置措施。

1）自動控制系統失靈時，應關閉自動控制系統流程中的截止閥，切斷自動控制的氣源，將手動截止閥打開，進行手動控制火焰大小及溫度的高低。

2）當點火點不著時，應將控制系統中的兩個截止閥關閉，然后取點火棒及用于引火的布條纏繞，蘸取少量的可燃油料點燃后，將引火棒從觀察孔深入燃燒器內，在保證引火棒探出噴孔前端后，將手動控制閥微開（1/3～2/3 開度），點著大火后，取出引火棒滅掉，再緩慢打開自動控制系統中的截止閥投自動，手動點火結束。

3）對于經常失電的控制系統中，因失電后會導致加熱爐滅火，為了防止經常意外掉電導致的加熱爐滅火情況，可將手動截止閥在投自動控制之后留有少許開度，保證有少許氣量通過。

此外，由于燃料天然氣含水量會隨季節改變，加熱爐生產參數的調整也會使燃燒所需氣量發生改變，在燃燒器首次安裝調試后，崗位員工可根據加熱爐運行狀態的改變及時進行進氣量調節，造成燃料的浪費或燃燒器超負荷工作，致使能耗增加、排放增加、運行成本和設備故障率增加，加熱爐的運行熱效率下降[3-4]，這些都要制定處置方案加以應對。

4 結論

1）SR 型自動燃燒器使用簡便、數據直觀，但其正常使用必須在電力及燃料正常供給的條件之上。如果冬季燃氣中含有較多凝析油，減壓閥內腔會有凝析油存留，影響調壓效果，導致系統故障鎖定停爐[4]。

2）使用自動燃燒器有效降低了傳統手動燃燒器的故障率，進而保證了加熱爐的熱效率，熱效率用正平衡法和反平衡法來進行測定[5]，若加熱爐熱效率不佳除了燃燒器的因素外還要綜合考慮其它因素。

3）燃燒器故障維修應遵循由易到難的原則逐項排查[6-7]，絕大概率的故障問題都是一般性的簡易問題，無足夠維修經驗時勿由難到易。

4）制定加熱爐運行安全應急處置措施時，應同時考慮燃燒器可能出現的各種狀況并制定對策，將其納入加熱爐應急處置措施、崗位應急處置方案等預案中。

表2 SR-Ⅲ型的主要故障原因及排除方法