油田加热炉烧损原因及治理分析

李忠岩

（大庆油田工程建设有限公司建材公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

四合一装置是目前广泛应用与油田生产中的设备，四合一装置融合了分离、缓冲、沉降、加热四大功能，与传统工艺相比具有十分显著的优势。但是在四合一装置长期的运行过程中，由于需要对采出液进行加热，采出液中的杂质会在加热炉筒壁上形成加强的污垢，在加热炉长期超负荷运转的情况下很容易造成加热炉烧损的问题，给油田生产造成极大影响。针对加热炉的烧损问题，需要从源头上分析其原因，并针对性的采取措施加以防治，才能够保障油田的安全生产。

1 油田加热炉烧损的原因分析

1.1 火筒烧损

火筒烧损是引起油田加热炉烧损最为直接的原因，造成火筒烧损的原因主要是在加热炉运行的过程中，由于加热炉长时间超负荷的运行，使得加热炉燃烧器的功率不断增加，在短时间内火筒内部的温度快速上升，燃烧器喷射出的火焰在火筒内壁形成了较大面积的污垢，这些污垢加上采出液中的杂质沉积，会造成火筒内的热流传输不畅，发生局部的堵塞，引起局部升温过高，从而引发了火筒内壁变形、穿孔甚至烧损的后果。

1.2 烟火管结垢

由于油田采出液中的成分比较复杂，含有大量杂质，采出液的矿化程度较高，比较容易形成污垢，并且油田采出液中还同时还有大量胶质、沥青质的粘合剂，会增加采出液的黏度。在加热炉长期运行的过程中，这些杂质、泥沙等不但沉积，逐渐形成了含有碳酸钙、碳酸镁等成分的盐类结晶，这些结晶逐渐附着在加热炉的烟火管上，造成了比较严重的结垢，从而增加了加热炉烧损的几率。

此外，加热炉的烟火管在使用一段时间后需要定期进行清洁，及时的将烟火管上的结垢进行清理，但是由于很多设备管理人员忽视了加热炉烟火管的清洁，使得结垢无法被及时的清理，在加热炉运行中如果烟火管出口的温度不达标，就必须通过加大燃气量的方式加以解决，但这会使得烟火管内部的温度不断升高，进一步加剧烟火管结垢的问题。

1.3 火筒钢材耐高温性能不佳

目前，大部分油田加热炉中所用火筒和烟火管的材质都是20R的钢材，这种钢材耐高温的上限是475℃，如果油田加热炉长期超负荷的运转，会使得火筒局部的温度不断升高，甚至接近温度上限，加上火筒内部的结垢，就会引起火筒鼓包、变形的情况，直至造成加热炉烧损的严重后果。

1.4 燃烧器强度过大

随着油田开采量的不断增加，使得油田采出液中的成分越加复杂，其中包含的杂质和泥沙量不断增加，在这种情况下大量的杂质和絮状沉淀物会不断沉积在烟火管的外壁，造成烟火管传热的效果大大降低，在这种情况下只能通过加强燃烧器的燃烧强度的方式加以解决，但燃烧器的燃烧强度过大会造成火筒局部的升温过高，继而引起加热炉烧损的情况。

2 油田加热炉烧损的治理措施

2.1 超高温烧损问题的治理措施

针对由于加热炉超高温所引起的烧损，需要通过压火降温的方式进行解决。例如，当在加热炉达到超高温状态时需要及时熄火，将阀门缓缓排泄，在这种情况下就会改善加热炉烧损的问题；同时，还需要定期对加热炉的运行情况进行检查和维护，一旦发现截至流量过低所引发的超高温燃烧的问题，应当及时进行冷静处理，避免在不经处理的情况下就盲目的重新启动加热炉，以免引起安全事故，而是需要在查明加热炉运行问题的前提下，对加热炉采取气化、泄压等处理，在确保安全后再重新启动[1]。

2.2 及时清理加热炉

针对由于烟火管结垢所引起的加热炉烧损的问题，为了避免采出液中的杂质、泥沙、絮状物等在烟火管内部的沉积所引起的烟火管堵塞、变形等问题，需要定期对烟火管进行深度的清理，及时的清除烟火管中的沉积物，增加烟火管中介质的流速，避免烟火管堵塞所造成的加热炉烧损。

2.3 优化火筒钢材

一般而言，当加热炉燃烧温度超过400℃时，火筒的钢材在长时间超高温的环境下温度接近可承受的上限，会使得火筒钢材的应力值下降，从而引起结构变形、烧损等问题。为了有效解决因钢材耐高温性所引起的加热炉烧损问题，可以通过在钢材中加入合金材料的方式提高火筒的耐高温性[1]。一般可以选择150CrMoR耐高温钢材，其具有十分优越的耐高温性能，在加热炉长时间运行的情况下不易发生形变，可以在火筒耐火砖的出口位置进行使用。

2.4 对燃烧器的燃烧强度进行控制

在很多油田企业所使用的加热炉装置中都存在着加热炉超负荷运行的情况，当加热炉燃烧器的强度超出可承受的强度时，就会造成燃烧器的损坏，继而引发加热炉烧损的后果。因此，需要对燃烧器的燃烧强度加以控制，避免过度燃烧引起的局部温度过热，减少加热炉烧损的现象。

3 油田加热炉烧损的预防措施

为了尽可能降低油田加热炉烧损的几率，需要根据油田采出液类型的差异执行针对性的治理措施。一方面，要定期对加热炉的烟火管、火筒等部位的结垢进行彻底的清理，一般清理的周期至少一年一次；另一方面，还需要在加热炉中安装自动报警装置，对加热炉的运行温度进行自动监控，当超出设定温度时进行自动报警，并自动降低温度，减少燃烧器的进气量和输送量，从而避免温度过高引起的烧损。

要对转油站的油气集输参数进行优化调整，更加科学合理的控制加热炉的运行负荷，避免超负荷运行的情况。

要针对性加热炉的运行制定完善的监督与管理机制，严格按照规范进行加热炉的运行管理，避免超负荷运行和超高温运行的现象。

4 结语

四合一装置是油田生产中不可或缺的重要设备，其中加热炉的运行关系到了油田开采及生产的质量和效率。加热炉的烧损问题会严重影响油田的生产，给油田企业带来严重的经济损失。针对加热炉烧损问题，需要结合实际情况，根据引起加热炉烧损问题的原因提出相应的治理措施，并制定完善的预防及管控机制，从而确保油田加热炉的规范化运行。