热采锅炉及水处理系统的故障分析与处理

张立峰

(胜利油田分公司注汽技术服务中心现河注汽大队，山东 东营 257000)

注汽锅炉作为稠油开发主要设备，锅炉及水处理系统包含燃烧、汽水、抽风等诸多子系统，每个子系统内包含众多次级系统和部件，各部件间相互关联，一旦故障会造成锅炉停炉影响油田生产持续性。因此，有必要对油田注汽锅炉及水处理系统故障分析和处理进行探究。

一、热采锅炉故障分析

（一）锅炉故障分析基本理论

随着信息技术和工业自动化，人工智能故障诊断技术不断发展，能发现故障部位、判断故障性质并提出建议，提升锅炉运行可靠性。根据故障分析预测时间，可分为长期、中期和短期预测，其中长期预测是为锅炉运行寿命和长远维修计划进行的，时间在1月以上，预测精度要求低；中期预测对锅炉未来一定时期内运行状态预测，为机组制定中期维护维修决策服务，时间1周左右，预测精度要求较低；短期预测是对锅炉系统近期工况进行预测，时间1天左右。

（二）锅炉运行故障分析方法

1.线性回归分析。通过做好锅炉日常设备运行工况记录，寻找不完全确定变量间数据对比，绘制数据曲线，通过近期和历史数据曲线图对比，分析可能存在异常的部件。

2.时间序列分析。按时间顺序进行数据排列，利用参数模型进行有序分析，主要参数模型有曲线拟合、指数平滑、季节模型和线性随机，比较适宜单因素预测，而锅炉故障既有确定性趋势、又存在随机性和多因素特点，计算比较复杂，还要对分离残差零均值、平稳性进行假定，分析和预测精度不理想。

3.是灰色模型分析。按照灰色理论建立模型，以灰色微分方程为基础对数据序列进行拟合，求出微分方程系数获得灰色模型。可以以灰色系统动态方程GM、DM为依据建立模型，也可以以残差数据列残差辨识建立预测模型。该方式与幂级数叠加原理相同，含一般线性回归和幂级数回归内容，故障分析比一般线性回归或指数曲线拟合更好，分析中不需过多原始数据，特别是短数据GM（1，1）预测精度较高，分析速度快。

4.专家系统与人工神经网络结合分析。传统专家系统分析对锅炉系统特定领域或零部件问题建立专家数据库，但故障分析取决于建立专家系统水平。人工神经网络分析无法有效利用人工经验，以明确故障诊断实例进行分析，需要较多故障样本，缺乏对故障分析情况解释，在历史数据分析中应用较好，但在故障分析和实时诊断中还有待加强。将专家分析与人工神经网络结合，充分后者的大规模数据对比、数据分析处理、自动化分析等优势，解决专家系统中推理性能不强、容错能力较低、处理大型故障和复杂数据困难等难题，实现故障分析并行联想和自适应推理。

二、热采锅炉常见故障预防及处理

（一）完善管理机构，细化管理工作

落实锅炉运维使用责任，从专业化角度建立专门锅炉检测和维护保养机构，确保每台锅炉都有专人负责，锅炉使用单位要设置专人从事操作和管理工作，采油厂逐级配备专业技术人员。抓好基础资料和运行情况记录，落实好锅炉系统维护保养、检测记录、工况运行等记录，改进锅炉运行安全作业指导书，完善应急预案、操作规程、制度标准等，夯实安全作业基础，从源头排除故障隐患。

（二）强化现场管理，管好设备操作

以设备为重点做到例行保养与间断性维修保养相结合，做到锅炉系统整体和分部的安全检测，严格按锅炉压力容器等有关操作规范进行设备管理。定期组织专业技术人员对基层锅炉系统运行状况进行调查，发现问题建立台账，明确整改措施和责任人，整改一项、消除一项，不留故障隐患。加强设备现场管理，突出监督设备运行参数、使用工况条件是否符合要求。如对水汽系统加强调节管理，做好水质监测管控，实现水质合格、无超压和低水位运行等状况；对燃烧系统要确保燃烧稳定、充分，既不浪费炉内燃料，又杜绝炉膛内存在可燃性气体引发爆炸等事故；对风烟系统重点做好锅炉鼓风、引风比例调控，实现锅炉炉膛内负压燃烧，避免温度较高的火焰或烟气外泄造成人员灼伤或引发事故。

（三）加强技能提升，做好主要故障应对

要加强安全作业和作业技能培训，引导基层作业人员按章作业，杜绝“三违行为”，严格按规范作业。针对锅炉系统主要零部件、主要系统常见故障类型，向基层作业人员印发常见部件、常见设备主要故障及处置措施，指导基层作业人员规范作业、及时处置，有针对性做好故障预防、处理工作。比如针对锅炉安全阀这一重要安全防护设施，一旦发生故障将埋下事故隐患，可针对常见故障分类梳理对应处置措施，阀体渗漏故障主要表现是阀体间结合面出现渗漏，可能是螺栓紧力不够、阀体结合面平整度太差或中间有杂质等原因，可加入青稞纸后以“对角把紧”方式进行螺栓紧固，直到紧不动，对阀门解体进行重新研磨，直到结合面符合规范要求；阀门泄露主要表现为阀瓣与阀座封面部位泄漏，会引起蒸汽损失，密封面是金属材质的，表面虽要求平整光滑，但实际工艺可能存在差异，渗漏不可避免，对注汽锅炉而言，要在规范要求压力值下，如锅炉出口段观察不到蒸汽、听不见蒸汽泄漏声才能确保达到规范要求，对渗漏如果是结合面有杂质要清除杂质，如果密封面损伤要更换零部件、严格零部件规格控制，如果是装配不当或零部件尺寸不合适造成的，要严格根据装备设计图纸减小密封面配合工差，实现零部件有效配合，解除故障。

综上所述，热采锅炉作为稠油开发重要设备，在运行中要做好故障分析预测，采取完善管理机构、做好现场管理、加强技能提升等措施，确保做好热采锅炉故障预防处理工作，为稠油开发提供良好装备基础。