熱采鍋爐及水處理系統的故障分析與處理

徐邈峰

（遼河油田金海采油廠，遼寧盤錦 124010）

0 引言

注汽鍋爐是稠油開發的主要熱采設備，有時又被稱為熱采注汽鍋爐。其鍋爐及水處理系統又包含許多子系統（如燃燒、汽水、抽風等），這些子系統又各自包含著許多的次級系統及復雜部件，這些部件之間相互聯系、相互影響，一旦其中的某一部分出現故障將會導致鍋爐停爐、無法正常運轉，影響油田的生產。因此，有必要對油田注汽鍋爐及水處理系統的故障進行分析和研究，以盡快修復故障，減少安全事故，保障員工的安全，確保油田生產的持續性。

1 熱采鍋爐及水處理系統概況

熱采鍋爐是根據用途進行分類的一種鍋爐類型，是石油、天然氣開采過程中用到的一種設備。它主要用于對地下難以開采的粘稠原油進行加熱而后進行開采（這個過程稱為“熱采”），在這個過程中所使用的鍋爐就稱之為熱采鍋爐。熱采鍋爐通常以石油開采過程中產生的廢氣、廢油、含油廢水做為燃料，應用的針對性很強。

熱采鍋爐的水處理系統故障處理旨在防止發生不良現象，如水垢形成、腐蝕以及鍋爐加熱設備的不良發展等。水在鍋中被加熱后會沸騰、蒸發，為化學反應和水中雜質的形成提供了條件，當這些雜質在鍋爐用水中達到飽和狀態就會在鍋爐內產生大量水垢，不僅導致能源浪費，同時也會腐蝕鍋爐。加強鍋爐的凈水管理可以確保水質符合給水水質標準，保障鍋爐的安全、經濟、節能、環保運行。

2 熱采鍋爐及水處理系統的故障分析

2.1 基本分析理論

隨著人工智能故障診斷技術不斷進步，可以根據故障分析預測時間，分為長期、中期和短期3 個不同時間長度對故障進行分析和預測。其中，長期是指時間在一個月以上，目的是為了延長鍋爐的使用壽命和制定長遠的維修保養計劃；中期的故障分析預測時間約一周，主要是對鍋爐未來短時期內的運行狀態進行預測，制定維修保養計劃；短期就是在一天的時間內對鍋爐運行狀況的預測。應根據鍋爐的運行狀況，科學地對鍋爐及其水處理系統的故障進行長期、中期和短期的預測分析，并及時做好處理預案，避免影響生產進度，造成經濟和人員的損失。

2.2 鍋爐運行故障分析方法

2.2.1 線性回歸分析

線性回歸的分析方法就是通過記錄鍋爐及水處理系統在日常運行中的一系列工作情況，通過尋找不完全變量間的數據對比，繪制出數據曲線圖，再通過數據分析找出鍋爐可能存在故障的部位并及時對故障進行處理。通過線性回歸分析，可以直觀地看到不同階段的鍋爐及水處理系統的工作狀態，從而快速有效地預測判斷故障原因并及時檢修。它是一種非常有效的分析方法，在日常鍋爐故障分析預測中使用較為頻繁。

2.2.2 時間序列分析

時間序列分析方法是按時間順序排列鍋爐的使用數據，并使用參數模型對數據進行有序分析。在使用時間序列分析預測鍋爐問題時，應注意零均值和分離殘差平穩的假設，避免出現分析和預測不理想、結果差距大的問題。時間序列分析方法可以從不同的時間點分析鍋爐及水處理系統，利用相關數據對鍋爐的故障進行預測分析。

2.2.3 灰色模型分析

灰色模型分析方法是根據灰色理論創建模型，并基于灰色微分方程擬合數據序列，以找到微分方程的系數以獲得灰色模型。該方法不需要用太多的原始數據進行分析，對于短數據工況的預測準確性更高。灰色模型分析比較速度快、也不需要太多的原始數據，因此減少了分析的時間和精力，快速又便捷，是一種非常不錯的故障分析辦法。

2.3 水處理系統故障的成因及處理

自然水中會含有懸浮物、膠體等雜質，這些雜質會使鍋爐出現結垢、腐蝕的現象，形成嚴重的安全隱患，影響鍋爐的正常使用。腐蝕問題還會導致漏水，不僅增加了維修工作量，同時也浪費了水資源。因此一定要對鍋爐水處理系統進行定時的檢查維修并及時處理，保障鍋爐的安全使用和經濟運行。鍋爐的水處理系統對其安全經濟運行有重要影響，還可以減少對環境的污染，應根據國家規定的鍋爐水質標準，結合鍋爐的實際情況來選擇適合的鍋爐水處理系統，并做好水處理系統的故障分析和處理工作。

鍋爐水處理系統中最常見的故障是腐蝕問題。在鍋爐運行期間，會有大量的空氣進入設備系統內部，容易造成鍋爐內部的氧化、腐蝕，水處理系統長期運行所形成的水垢和泥垢、水中的氯離子也會腐蝕水處理系統，這將成為嚴重的安全隱患，如管道爆炸。防腐蝕不僅可以減少安全隱患和故障損失，保障鍋爐的正常運行，還可以減少水資源的浪費，節約能源，保護環境。

3 熱采鍋爐及水處理系統常見故障的預防及處理

3.1 完善鍋爐管理隊伍，落實管理工作

（1）為保障鍋爐的使用和維護，需要建立完善的鍋爐管理隊伍，確保每臺鍋爐都有專業的人員負責。同時還要有專人從事鍋爐的操作和管理工作，記錄好鍋爐的運行情況和基礎資料以及對鍋爐的其他維護保養、檢測記錄、工作狀況運行等。

（2）企業要落實鍋爐管理隊伍人員的管理工作責任和具體的工作內容，完善鍋爐管理維護的相關制度，如編寫安全作業指導書，完善應急預案、操作流程和制度標準等，將鍋爐的安全維護工作真正落到實處。

（3）落實對鍋爐專業人員的管理工作，明確鍋爐專業人員的工作內容和職責，做到事事落實、責任明確，減少出現問題后員工之間推卸責任的現象，從制度和機構方面落實鍋爐及水處理系統的故障處理。完善的鍋爐管理隊伍管理可以最大限度保障鍋爐維護人員的人員配置，減少維修處理不及時的情況。

（4）除了落實管理制度，還要強化制度的執行力度，要明確責任追究的條款，并且可以利用績效考核保障鍋爐及水處理管理和故障處理工作的質量、效率，提高工作效率。

3.2 加強現場管理，保障設備正常使用

（1）鍋爐的故障預防和處理一定要從現場管理做起，對設備要做到例行保養與間歇性保養相結合，對鍋爐安全運行的狀況進行按時檢測，確保鍋爐正常運行。這就要求單位建立關于鍋爐運行狀態的分類賬，加強對鍋爐使用的現場管理，對各類運行參數進行監督，定期組織專業人員對鍋爐的狀況進行檢查維修，并且及時記錄檢查的情況，讓鍋爐的數據時時可查，將鍋爐的維護落到實處。例如，加強水汽系統的調節和管理，做好水質的檢測工作，保證水質符合使用標準，而合格的水中雜質含量較少，可以有效減少鍋爐內因為受熱而產生的水垢，減少能源浪費和環境污染。

（2）燃燒不完全，造成極大的燃料損失，不利于鍋爐保證單位的經濟性。要保證燃燒穩定，做到爐內燃料充分的同時避免爐膛內氣體引發爆炸的危險情況。對于風煙系統，要重點做好鍋爐鼓風，避免溫度較高的火焰傷人。

（3）加強現場管理工作，對鍋爐工作時的狀態以及工作數據和檢查記錄的情況進行記錄。監測鍋爐的運行情況，可以保證鍋爐設備的正常使用和問題預測，及時檢修處理，確保生產的正常運行。一旦水處理不當則很可能造成鍋爐設備的破裂，因此提升作業人員專業技能，做好應對措施，可以保證鍋爐設備的安全性和經濟性。

（4）除了從鍋爐維護的制度方面入手，企業還要提高相關技術人員的操作能力，確保他們的操作符合規范，杜絕違規操作行為。對基層操作人員要進行操作方法的培訓，同時制定常見故障的處理辦法文件，提高作業人員的技能，減少鍋爐出現故障的情況，即使發生也要保證專業人員可以迅速處理解決問題。例如，在針對鍋爐安全閥這一安全防護設施的維護和故障處理，專業人員需要根據閥體滲漏的現象判斷出現故障部位，如由于螺栓緊力不夠、閥體結合面平整度不夠等原因。專業人員還需要充分了解這些可能存在故障的部位，以便在出現故障時及時進行排查，盡快找出問題所在并及時處理。同時還要加強專門員工鍋爐及水處理的培訓：一是定期組織員工接受有關鍋爐及水處理結構、工作知識的培訓，增加他們關于鍋爐及水處理系統的知識；二是培訓員工的處理故障能力，通過平時工作中遇到的實際案例分析以及故障實訓，提高員工對處理鍋爐腐蝕問題的能力。

3.3 采取措施，解決水處理系統腐蝕問題

在鍋爐有的使用過程中，由于水質和溫度等原因，水處理系統不避免地會產生腐蝕問題。當水處理系統出現腐蝕問題時，一定要及時解決，目前常見的預防措施是脫氧和腐蝕防護。通風和腐蝕保護意味著，如果鍋爐中的水溫不低于95 ℃則鍋爐必須脫氧，以減少設備運行過程中因大量空氣被帶入系統所造成的腐蝕，否則很可能會使給水系統和零部件受到腐蝕、帶來安全隱患。同時，在日常的設備檢查和維護中，一定要注意觀察水處理系統的腐蝕問題，一旦發現就要及時采取維護措施。另外，還要注意會導致鍋爐腐蝕的多種因素并特別留意腐蝕情況，及時除氧和去除水垢，對水處理系統的日常保養一定要做到位，進而減少因保養不當而導致的腐蝕問題，避免出現安全事故。

4 結束語

在稠油開采過程中，熱采鍋爐是非常重要的設備，一旦出現故障將會導致采油作業暫停。因此，一定要重視熱采鍋爐及水處理的重要性，提高專業人員對熱采鍋爐及水處理系統故障分析和處理的專業知識和解決能力。同時，在日常工作中還應注意：加強對熱采鍋爐的保養和維護，減少故障的出現；在運行中做好故障的分析和預測、現場管理工作，確保鍋爐故障的及時修復，保障生產的正常進行。