油田加热炉维修改造技术

2021-01-21崔鹏

设备管理与维修 2021年12期

崔鹏

（大庆油田有限责任公司第三采油厂，黑龙江大庆 163000）

0 引言

油田企业生产过程中，对于加热炉的依赖非常大，由于作业环境的特殊性，加热炉长期保持在高强度运行状态，极易出现各种运行问题。油田企业要想切实发挥加热炉装置的作用，就需要从自身的生产特殊性出发，结合加热炉运行环境和故障现象，做好日常维修改造工作。通过有效应用各种维修和改造技术，进一步解决油田加热炉运行和使用中的各种问题，为油田企业创造更好的经济与社会效益。

1 油田加热炉存在的问题

1.1 介质、烟气对加热炉的腐蚀

加热炉在长期运行和使用过程中由于介质和烟气，加热炉的烟火管、烟箱、烟囱等部件极易出现严重腐蚀。根据大庆油田实际生产情况来看，每年大约有超过100 台的加热炉需要进行维修和改造。

1.2 油田加热炉的安全状况良莠不齐

我国石油行业长期发展过程中，加热炉作为重要生产要素，行业陆续出台了相应操作标准与要求。虽然在当前发展背景下，加热炉操作的安全性和自动化水平都有所提升，但仍存在很大发展空间。石油行业加热炉使用过程中，明确规定加热炉中燃烧系统需符合以下安全标准与要求：加热炉具备一定的电力供应条件，因此在实际使用过程中，必须要根据系统安全性的标准与要求，为其配置自动点火、断电熄火时自动切断燃料的装置，使得熄火保护控制系统能够达到相应标准与要求，且要保障自动燃气燃烧装置具有较高的防爆等级。一些石油企业在油田生产时使用的自动燃气燃烧装置的输出功率相对较大，甚至达到1200 kW 以上。此时，如果要满足安全使用标准，需保障该装置具有良好的漏气检测功能。以某油田企业生产为例，2005 年以前，使用的全自动燃烧装置用量非常小，且未完全满足各种功能，主要存在以下使用问题。

（1）火棒点火时存在巨大安全威胁，如可能会发生爆炸。

（2）有些燃烧器并未配备熄火保护装置，使得熄火以后，不能立即切断燃料供给。

（3）气路手动阀门的密闭性不好，熄火以后无法关闭严实。（4）未根据相关标准配备漏气检测装置，使得整个装置使用过程中存在非常大的安全隐患，尤其是缺乏漏气检测装置的配备，在电磁阀组关闭不严实的情况下，加热炉燃烧室闪爆现象难以避免[1]。

1.3 烟火管表面结垢严重

油田加热炉在运行使用过程中，烟火管表面极易出现结垢现象，影响加热炉正常运转。具体来说，若加热炉加热含油污水，就会出现局部过热、火筒鼓包的情况。根本原因是含油污水中泥沙、油污、钙镁离子、悬浮物等含量偏高，一旦介质进入加热炉以后，就会引起烟火管的表面结垢，此时，烟火管难以维持可靠运行状态，传输效率偏低[2]。

1.4 加热炉维修改造费用较高

为确保加热炉可靠运转，各油田企业都需要从自身实际情况出发，加强维修和改造加热炉。通常情况下，在加热炉维修改造过程中，重点是改造烟火管和单侧封头、烟箱和烟囱。在烟火管改造过程中，必须要有效做好清罐工作，适当拆卸烟囱和部分的保温层结构。满足动火标准后，及时割开单侧封头，同步抽出单侧封头与烟火管，随后割掉烟箱，开始从封头位置处割掉旧烟火管，重新进行新烟火管的焊接。最后将烟箱焊接起来，重新将焊箱和壳体有效组焊起来。全部改造作业完成以后，要采取射线检测、水压试验、内外防腐、保温层恢复处理等措施，保障最终维修改造效果。通常情况下，1.5～2.5 MW 加热炉的维修改造费用达到30 万元，需耗费1～2 个月时间，严重影响正常生产作业。通过综合改造和设计方案，最终选用强制供风系统和细烟管技术，能够取得良好改造效果，提升加热炉运行时烟气流速，保持最佳传热效率。该改造方案，还可以实现对传热面积的有效控制，减少钢材用量，烟囱长度也有所减小，有效提升了传热效率，节约能耗[3]。

2 加热炉维修改造相关措施

2.1 局部使用耐高温钢进行改造

油田加热炉维修改造工作中，要使加热炉能够保持最佳运行状态，可以对加热炉实施局部耐高温钢改造。由于碳钢结构的特殊性，一旦其温度超出400 ℃，其蠕变极限和高温持久强度将大大降低。该材料应力相对较低，当在该材料中添加一定量的铬、镍元素后，即可改变碳钢结构的原有性能[4]。火筒加热炉的耐火砖口位置，可以使用耐高温钢。通过改造，可以有效降低加热炉鼓包、烧漏等情况的出现概率。

2.2 增设炉管高温检测装置

使用高温检测装置在一定程度上也可以满足加热炉改造的需求，通过改造，加热火管表面的实际温度可以得到有效控制。一旦加热炉运行时火管表面温度超出正常温度值，高温检测装置可立即进行温度调节，其中自带的程序可以控制燃气量，使得火管的耐受温度保持在正常范围内。

2.3 加热炉盘管综合防垢

加热炉运行时盘管易出现结垢，当结垢现象明显时，传热效率将大大降低，浪费燃料。污垢还会加剧加热炉中其他设备和管道的腐蚀，大大减小管线的有效面积。加热炉运行过程中管线内部压力非常大，设备面临较大安全风险[5]。针对这一情况，在加热炉改造过程中，专业人员需要结合盘管具体情况，更换盘管，实现加热炉的优化。在易出现结垢的位置，要安装强磁防结垢装置，向加热炉提供足够的软化水，起到阻垢、防腐蚀的效果。