浅谈某海上油田热油系统运行现状及改进意见

丁海蛟，王文鑫，尉洪超，张鸿文

（中海(中国)有限公司秦皇岛32-6 作业公司，天津 300459）

某海上油田热油系统稳定运转是保证油田稳产和增产的重要基础设施，由于受设备老化以及复杂工况影响，热油系统开始出现故障和潜在风险。因此，急需对世纪号热油系统进行系统性的分析和整改，从而保证油田正常生产。

1 世纪号热油系统工况

某海上油田热油系统主要用户为原油处理流程加热器，分别为H-101A/B(V-102A 罐内加热器)、H-101C/D(V-102B罐内加热器)和H-102A/B/C/D，其额定功率合计27800KW，占主要热用户总额定功率的86.3%（27800/32200）。故在此只针对H-101 A/B/C/D、H-102 A/B/C/D 进行分析。

现场数据表明：热化学处理器V-102A/B 内部加热器H-101 热油进出口温差仅为5℃，加热器换热效果极差，不能达到设计操作温度，不满足操作需求。由于V-102A/B 罐体连续多年运行，可能由于罐内泥沙、原油结焦、腐蚀等因素影响，导致罐内加热器（H-101A/B&H-101C/D）热油盘管内外壁结垢，从而导致换热效率下降，罐内原油不能被加热至设定温度，影响油水分离效果，并增加加热器H-102 热负荷压力。

电脱前原油加热器H-102A/B/C/D，必须在所有锅炉全部运行情况下才能达到现场需求操作温度，单台锅炉停炉其原油出口温度下降明显。其原因主要在于：首先，前程H-101 加热器加热效果差，导致H-102 入口温度较低，为了满足出口加热温度需求，其需求热负荷增大；其次，该换热器为管壳式换热器，2014 年抽芯作业时发现盘管结垢严重，截至目前，该加热器6 年未抽芯清洁，可能原油在壳程受热容易结垢堵塞管程缝隙，导致热传导能力有所下降。

现场实际操作说明：为了满足现场工艺流程，设施操作人员提高锅炉（包括余热炉）热油出口温度以提高系统热油供热温度，观察发现，随着锅炉出口设定温度提高，其系统回油温度随之升高，而锅炉和余热炉进出口温差并未发生明显变化，由此看出，热油系统热能并未有效传导至热用户。

综上，目前由于主要热用户H-101/H-102 换热效果较差，在目前工况下，为了满足原油加热温度，需保持4 台锅炉全部运行且提高热油系统运行温度（目前正常运行热油出口温度为200℃），以提高热油与被加热介质温差和热油流量来提高H-101/H-102 热传导效率。

2 目前热油系统存在的问题

（1）锅炉出口温度设定太高，存在较大安全隐患。据相关资料表明，燃料锅炉长时间高温使用容易造成锅炉盘管和后烟墙（节能器）损坏。例如，某海上合资运营油田，2014 年前锅炉多年无检验，后期年检时发现3#锅炉长期高温运行（热油出口设定值195℃）造成加热盘管起鼓变形爆裂。某海上油田2#锅炉长期高温运行（热油出口设定值195℃），加上加热盘管有积碳，仅使用一年多时间，2019年检验时发现后烟墙（节能器）起鼓变形，现已降温使用。

目前，该油田3 台锅炉出口设定值均在195℃以上，长期高温运行存在运行风险。

（2）3 台燃料锅炉加热盘管均存在不同程度磨损。对3台锅炉检验状况对比分析：①2018 年检测人员未发现加热盘管腐蚀和磨损；②2019 年检测人员发现1#、2#锅炉加热盘管与盘管支撑管有腐蚀和磨损；③2020 年检测人员发现1#、2#、3#锅炉加热盘管与盘管支撑管均有不同程度腐蚀和磨损。其中，1#锅炉盘管磨损严重处厚度仅为3.09mm（原始厚度为4mm，允许腐蚀余量是1mm），该处已接近腐蚀余量极限，存在运行安全风险。

目前锅炉存在较大安全风险，急需降低运行温度，并定期进炉内检查。现在3 台燃料锅炉取证周期由原来一年改为半年。

（3）4 台锅炉须长时间同时运行。目前无备用炉，锅炉停炉保养受限且一旦锅炉故障则严重影响现场生产。比如，在透平年检停一台余热炉的情况下，需要停除了H101 和H102 之外的所有工艺加热用户(工艺舱加热和NB 下舱加热都需要关闭)，而且需要将锅炉出口热油温度调至202℃，才能满足原油处理流程的用热需要。

（4）现场部分热油管线腐蚀严重且无独立隔离阀门，一旦发生泄漏隔离影响范围大且存在热油大量泄漏安全隐患。另外，热用户多年未做检查，其腐蚀结垢情况未知，一旦加热器内部盘管破损会发生热油与介质互窜。可能导致高温热油进入用户发生火灾危险，热油大量泄漏导致系统关停及热油浪费，以及介质窜入热油系统发生热油污染及火灾风险。

（5）锅炉控制系统老化严重，经常出现故障停炉。控制系统关键备件火焰控制器，其显示屏已经全部故障，无法正常显示控制数据；原型号备件已经停产，新型号备件无法直接使用，使用需要对控制系统进行升级改造。

3 针对热油运行现状改进建议

基于该平台热油系统工况出现的问题，结合现场实际案例情况，给出整改意见如下：

（1）在满足热负荷需求条件下尽量降低热油系统运行温度。目前系统热负荷不是很高，但是，热油出口温度一直维持在196～202℃。在满足热负荷需求条件下尽量降低热油系统运行温度，以防止对锅炉盘管磨损、锅炉结构破损变形、热油氧化变质、热油泄漏火灾、热用户换热面结焦结垢等恶性影响。

（2）对H-101A/B/C/D 加热盘管外部除垢、内部窜洗，提升换热效率。此外，建议同步进行H-101A/B/C/D 腐蚀检测及盘管测厚试压，根据检测结果采取相应恢复措施。此项工作，所属专业已经列入下一年停产检修计划。

（3）对H-102A/B/C/D 加热盘管抽芯外部除垢、内部窜洗清洁。此外，建议同步进行腐蚀检测及打压测试，建立定期清洗检查制度。

（4）更换尾部挡烟墙密封绳，防止烟气短路，提升锅炉热效率。

（5）对锅炉控制系统升级改造，提升锅炉运行监控、检测、安全保护功能。提升精细化管理程度，保障热油系统稳定高效运行。

（6）加强热油管线腐蚀检测，并增加热油系统隔离阀门。

（7）对2#、3#锅炉进行盘管窜洗。1#锅炉在2017 年已完成窜洗。1#～3#已完成炉膛清灰，建议每5 年对所有锅炉进行清灰、盘管窜洗、配风优化调节，提升其热功率、热效率。

（8）视情择机对3 台燃气锅炉进行逐步更换。目前，锅炉加热盘管磨损处修复难度大，为了运行安全检验取证周期由一年缩短为半年，2020 年两次半年检未发现继续加剧磨损趋势。后期继续保持关注，如果磨损加剧至腐蚀余量极限，则需要更换新锅炉，目前，在用锅炉干重44T（盘管容积10m³，实重约60T 左右），海上吊车不满足吊装需求，需要外部浮吊配合吊装。

（9）提升锅炉热油循环泵的保护功能。热油循环泵作为热油系统的关键设备，目前只有进口、出口压力保护和电机过载、短路保护，保护监测相对较弱。建议2021 年优化循环泵监测保护，增加安装温度或振动检测，实现对循环泵状态的有效监测。