油田加熱爐維修改造技術

崔 鵬

（大慶油田有限責任公司第三采油廠，黑龍江大慶 163000）

0 引言

油田企業生產過程中，對于加熱爐的依賴非常大，由于作業環境的特殊性，加熱爐長期保持在高強度運行狀態，極易出現各種運行問題。油田企業要想切實發揮加熱爐裝置的作用，就需要從自身的生產特殊性出發，結合加熱爐運行環境和故障現象，做好日常維修改造工作。通過有效應用各種維修和改造技術，進一步解決油田加熱爐運行和使用中的各種問題，為油田企業創造更好的經濟與社會效益。

1 油田加熱爐存在的問題

1.1 介質、煙氣對加熱爐的腐蝕

加熱爐在長期運行和使用過程中由于介質和煙氣，加熱爐的煙火管、煙箱、煙囪等部件極易出現嚴重腐蝕。根據大慶油田實際生產情況來看，每年大約有超過100 臺的加熱爐需要進行維修和改造。

1.2 油田加熱爐的安全狀況良莠不齊

我國石油行業長期發展過程中，加熱爐作為重要生產要素，行業陸續出臺了相應操作標準與要求。雖然在當前發展背景下，加熱爐操作的安全性和自動化水平都有所提升，但仍存在很大發展空間。石油行業加熱爐使用過程中，明確規定加熱爐中燃燒系統需符合以下安全標準與要求：加熱爐具備一定的電力供應條件，因此在實際使用過程中，必須要根據系統安全性的標準與要求，為其配置自動點火、斷電熄火時自動切斷燃料的裝置，使得熄火保護控制系統能夠達到相應標準與要求，且要保障自動燃氣燃燒裝置具有較高的防爆等級。一些石油企業在油田生產時使用的自動燃氣燃燒裝置的輸出功率相對較大，甚至達到1200 kW 以上。此時，如果要滿足安全使用標準，需保障該裝置具有良好的漏氣檢測功能。以某油田企業生產為例，2005 年以前，使用的全自動燃燒裝置用量非常小，且未完全滿足各種功能，主要存在以下使用問題。

（1）火棒點火時存在巨大安全威脅，如可能會發生爆炸。

（2）有些燃燒器并未配備熄火保護裝置，使得熄火以后，不能立即切斷燃料供給。

（3）氣路手動閥門的密閉性不好，熄火以后無法關閉嚴實。（4）未根據相關標準配備漏氣檢測裝置，使得整個裝置使用過程中存在非常大的安全隱患，尤其是缺乏漏氣檢測裝置的配備，在電磁閥組關閉不嚴實的情況下，加熱爐燃燒室閃爆現象難以避免[1]。

1.3 煙火管表面結垢嚴重

油田加熱爐在運行使用過程中，煙火管表面極易出現結垢現象，影響加熱爐正常運轉。具體來說，若加熱爐加熱含油污水，就會出現局部過熱、火筒鼓包的情況。根本原因是含油污水中泥沙、油污、鈣鎂離子、懸浮物等含量偏高，一旦介質進入加熱爐以后，就會引起煙火管的表面結垢，此時，煙火管難以維持可靠運行狀態，傳輸效率偏低[2]。

1.4 加熱爐維修改造費用較高

為確保加熱爐可靠運轉，各油田企業都需要從自身實際情況出發，加強維修和改造加熱爐。通常情況下，在加熱爐維修改造過程中，重點是改造煙火管和單側封頭、煙箱和煙囪。在煙火管改造過程中，必須要有效做好清罐工作，適當拆卸煙囪和部分的保溫層結構。滿足動火標準后，及時割開單側封頭，同步抽出單側封頭與煙火管，隨后割掉煙箱，開始從封頭位置處割掉舊煙火管，重新進行新煙火管的焊接。最后將煙箱焊接起來，重新將焊箱和殼體有效組焊起來。全部改造作業完成以后，要采取射線檢測、水壓試驗、內外防腐、保溫層恢復處理等措施，保障最終維修改造效果。通常情況下，1.5～2.5 MW 加熱爐的維修改造費用達到30 萬元，需耗費1～2 個月時間，嚴重影響正常生產作業。通過綜合改造和設計方案，最終選用強制供風系統和細煙管技術，能夠取得良好改造效果，提升加熱爐運行時煙氣流速，保持最佳傳熱效率。該改造方案，還可以實現對傳熱面積的有效控制，減少鋼材用量，煙囪長度也有所減小，有效提升了傳熱效率，節約能耗[3]。

2 加熱爐維修改造相關措施

2.1 局部使用耐高溫鋼進行改造

油田加熱爐維修改造工作中，要使加熱爐能夠保持最佳運行狀態，可以對加熱爐實施局部耐高溫鋼改造。由于碳鋼結構的特殊性，一旦其溫度超出400 ℃，其蠕變極限和高溫持久強度將大大降低。該材料應力相對較低，當在該材料中添加一定量的鉻、鎳元素后，即可改變碳鋼結構的原有性能[4]。火筒加熱爐的耐火磚口位置，可以使用耐高溫鋼。通過改造，可以有效降低加熱爐鼓包、燒漏等情況的出現概率。

2.2 增設爐管高溫檢測裝置

使用高溫檢測裝置在一定程度上也可以滿足加熱爐改造的需求，通過改造，加熱火管表面的實際溫度可以得到有效控制。一旦加熱爐運行時火管表面溫度超出正常溫度值，高溫檢測裝置可立即進行溫度調節，其中自帶的程序可以控制燃氣量，使得火管的耐受溫度保持在正常范圍內。

2.3 加熱爐盤管綜合防垢

加熱爐運行時盤管易出現結垢，當結垢現象明顯時，傳熱效率將大大降低，浪費燃料。污垢還會加劇加熱爐中其他設備和管道的腐蝕，大大減小管線的有效面積。加熱爐運行過程中管線內部壓力非常大，設備面臨較大安全風險[5]。針對這一情況，在加熱爐改造過程中，專業人員需要結合盤管具體情況，更換盤管，實現加熱爐的優化。在易出現結垢的位置，要安裝強磁防結垢裝置，向加熱爐提供足夠的軟化水，起到阻垢、防腐蝕的效果。

2.4 燃燒器技術改造

加熱爐維修改造過程中，燃燒器的改造同樣是關鍵。專業人員可以選用先進的內部混合霧化等技術，使得燃燒器能夠在運行時保持良好的霧化效果，提高燃燒值，有效遏制結垢現象。

3 結束語

加熱爐是油田企業生產中的關鍵要素，企業要針對加熱爐運行中存在的各種突出問題，采取恰當有效的改造方案，使得加熱爐結垢、腐蝕等情況有所緩解，維持加熱爐可靠運轉。