滚子加热炉温度均匀度对结果的影响及改进措施

周先成沈思英

1.成都川锋化学工程有限责任公司 产品开发部 （四川 成都 610511）

2.成都川锋化学工程有限责任公司 质检部 （四川 成都 610511）

滚子加热炉温度均匀度对结果的影响及改进措施

周先成1沈思英2

1.成都川锋化学工程有限责任公司 产品开发部 （四川 成都 610511）

2.成都川锋化学工程有限责任公司 质检部 （四川 成都 610511）

滚子加热炉是将钻井液加热老化的专用设备，在钻井液添加剂产品的质量检验中也普遍的使用。滚子加热炉的要害是内部温度分布的均匀性和显示温度的真实性，直接影响到产品检测指标的重现性和质量判断的准确性。目前国内各实验室普遍使用的国产多轴滚子加热炉，不同程度地都存在各轴区温度分布差异大的问题。使得同一试验浆放在同一滚子加热炉内的不同轴区，老化后检测出的数据差距很大，极易造成误判，引起质量争议。我们对我公司所用滚子加热炉进行反复研究、测试和改造。使炉内温度高低差缩小到5℃以下，钻井液试验和产品检验数据重现性好，有效地促进了产品质量的稳定工作。

钻井液 滚子加热炉 温度均匀度

滚子加热炉温度均匀度现状及影响

滚子加热炉是钻井液实验里必备的设备。它既是钻井液老化处理、产品研究的试验设备，也是钻井液添加剂产品质量检验中的检验设备。滚子加热炉目前没有国家或行业标准。滚子加热炉各轴区温度分布差异大的问题普遍存在。如，设置恒温180℃，炉内有的轴区低至170℃以下，有的轴区高至190℃以上甚至200℃。使得同一试验浆放在同一滚子加热炉内的不同轴区，老化后检测出的数据差距很大、重现性很差，既难指导产品研究，又容易造成质量误判。以4号滚子加热炉（国内青岛某公司产品）为例，同一浆液放在同一滚子加热炉之内老化，检测结果没有重现性，见表1。

表1 改造前浆液性能重现性实测数据

经专业的计量检测部门反复检测。以4#滚子加热炉为例，各轴区实测温度如图1。

图1 4#滚子加热炉各轴区实测温度平均值

表2是专业计量检测部门对4台滚子加热炉的检测结果。

从表2可以看出，1号滚子加热炉各轴区的实际温度与设定温度相差很小且分布均匀（温度均匀度只有3.6℃），而1号滚子加热炉是最早进行过温度均匀度改造的滚子加热炉。2号和3号滚子加热炉的温度均匀度（轴区间最大温差）分别达到13.6℃和 13.7℃。4号滚子加热炉的温度均匀度高达18.3℃。引起浆液试验检测结果没有重现性的根本原因是轴区间温差过大。

长、方两种形状滚子加热炉的内部结构见图2、图3。

从以上分析我们认为，造成浆液性能测试重现性差的原因是各轴区温度分布不均匀，造成温度分布不均匀的原因是炉内热空气流动不合理或流动速度不够。要改变这种状况，须对炉内热空气的流动状况加以改造。

表2 滚子加热炉校准结果

图2 长形炉结构示意图

图3 方形炉结构示意图

滚子加热炉改造措施

改善滚子加热炉的温度均匀度的方法是添加和改造电风扇使热风强制对流。

滚子加热炉加热腔有长形和方形两种，加热管的位置也有侧面和下部两种。通过我们的试验，根据加热腔的形状和加热管位置，选择不同的位置添加合适的鼓风机。加热腔为长形，加热管在下部的，在加热腔两侧各设置1台鼓风机（上部再添加1台鼓风机效果更好），错位安装（见图2），使热风快速循环。改造后的长形滚子加热炉示意图见图4。

图4 改造后的长形滚子加热炉示意图

加热腔为方形且加热管在侧面的，在加热腔上部设置1台鼓风机。这种轴数较少的方形炉带有风机，但由于其叶片少或叶片形状不能满足高温热风快速完全均匀循环，温度分布不均匀性没有得到解决。用足够功率的风扇电机和形状恰当、片数较多的风扇叶片改造风机即可 （考虑到滚子加热炉使用温度均较高，而大多数鼓风干燥箱的使用温度均可达到300℃，与滚子加热炉的使用温度和环境均相似，可以选用鼓风干燥箱通用的鼓风机）。图5为我们的自制叶片，图6为原机风叶，供参考。

除设置或改造风扇外，我们同时为每台滚子加热炉添加了温度自动监控记录仪，可以对恒温状态24h监控记录，以确保试验数据的准确性。

改造完成后，经中国测试技术研究院检定，结果见图7和表3。

图5 自制风叶

图6 原机风叶

图7 改造后4#滚子加热炉各轴区实测温度平均值

我们用同一浆液放在改造后的同一滚子加热炉之内老化，检测结果有良好的重现性，见表4。

大量的产品研究实验和产品检测实验，改造后的几台滚子加热炉能够准确地指导我们的产品研究和质量检验工作，减少了以往的许多麻烦和争议。在此介绍，供同行参考、探讨。

问题讨论

用作产品检验设备的滚子加热炉，其温度均匀性的改造，本不该由用户来做，但由于目前国内没有完全适用于产品检验用的滚子加热炉产品和相应的技术标准，这里采取一个权宜之计是不得已。这是一个全国性的问题，我们希望能引起权威的质量管理部门关注、重视这一问题。在滚子加热炉温度分布均匀度这一要害问题上，督促厂家制定出科学合理的产品质量标准，并按此标准提供产品，这才是解决问题的根本措施。

The roller reheating furnace is the specific equipment for drilling fluid to be heated and aged,and it is widely used in the quality test of drilling fluid additives products.The key point of roller reheating furnace is the evenness of internal temperature distribution and reality of demonstrated temperature,both of which directly affect the reproducibility of product inspection index and the accuracy of quality judgment.At present,domestic multiple-axes roller reheating furnaces are widely used in domestic laboratories, which have some problems like the big difference of temperature in different axes to some different degree.These problems made an identical test slurry distribute in different axes of one roller reheating furnace,and detect data with big difference after ageing,thus easily causing mis-judgment and quality issue.Therefore,the roller reheating furnaces are studied,tested and reformed repeatedly in our company,which makes the difference of temperature inside the furnace reduced to the degree under 5OC,gets better reproducibility of drilling fluid test and product inspection data,and effectively promotes the stability of product quality.

drilling fluid;roller reheating furnace;evenness of temperature

表3 改造前、后滚子加热炉校准结果

表4 4#滚子加热炉改造后浆液性能重现性实测数据

周先成（1966-），男，高级工程师，主要从事油田化学品、林产化学品和混凝土外加剂的研究开发、质量管理和现场服务。

2010-06-21