亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        油田注汽鍋爐爆管原因分析及其對(duì)策

        2012-11-21 11:46:00
        關(guān)鍵詞:鍋爐管干度汽水

        周 英

        (中石油遼河油田分公司總機(jī)械廠,遼寧 盤(pán)錦 124010)

        油田注汽鍋爐爆管原因分析及其對(duì)策

        周 英

        (中石油遼河油田分公司總機(jī)械廠,遼寧 盤(pán)錦 124010)

        針對(duì)油田注汽鍋爐的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況,對(duì)注汽鍋爐爆管原因進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施,以保證注汽鍋爐的正常運(yùn)行,延長(zhǎng)其使用壽命。

        注汽鍋爐;爆管;傳熱惡化

        隨著我國(guó)稠油資源的不斷開(kāi)發(fā),注汽鍋爐成為油田開(kāi)采稠油所必需的蒸汽發(fā)生設(shè)備[1]。在注汽鍋爐運(yùn)行過(guò)程中常會(huì)發(fā)生爆管現(xiàn)象,從而導(dǎo)致注汽鍋爐不能正常運(yùn)行,影響了注汽鍋爐的利用率和注汽效率。為此,筆者對(duì)油田注汽鍋爐爆管原因進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策。

        1 鍋爐受熱面?zhèn)鳠岱治?/h2>

        鍋爐蒸汽的產(chǎn)生是通過(guò)燃燒產(chǎn)物放熱和管內(nèi)蒸汽吸熱的熱交換過(guò)程來(lái)進(jìn)行的。熱交換過(guò)程在鍋爐的各個(gè)受熱面內(nèi)進(jìn)行。因此,鍋爐的可靠性主要取決于受熱面的運(yùn)行是否安全,即要求所有受熱面管都能得到足夠的冷卻,使管壁溫度不超過(guò)規(guī)定的極限溫度。

        注汽鍋爐管的規(guī)格通常為?89×13、?73×11、?60×9等,根據(jù)傳熱學(xué)原理[2],當(dāng)注汽鍋爐管內(nèi)徑與注汽鍋爐管外徑之比大于0.5時(shí),可把管壁的導(dǎo)熱近似地用平面壁的導(dǎo)熱過(guò)程來(lái)處理。由于管外壁傳進(jìn)管內(nèi)壁的熱流量是連續(xù)的,而熱流通過(guò)管壁的面積沿徑向變化,因而熱流密度不斷變化,故注汽鍋爐管外壁溫度可表示如下[2]:

        (1)

        式中,twb、tgz分別表示注汽鍋爐管的外壁和蒸汽溫度,℃;δb表示管壁厚度,m;λb表示管壁金屬導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·℃);β表示注汽鍋爐管外徑與內(nèi)徑之比;α2表示注汽鍋爐管內(nèi)壁與管內(nèi)蒸汽間對(duì)流放熱系數(shù),W/(m2·℃);q表示熱流密度,W/m2。

        由式(1)可知,管外壁溫度與熱流密度、管內(nèi)蒸汽溫度以及管內(nèi)側(cè)熱阻等因素有關(guān)。

        2 注汽鍋爐爆管原因

        2.1管壁溫度超過(guò)允許極限值

        鍋爐正常運(yùn)行時(shí),在非傳熱惡化區(qū)沸騰蒸發(fā)管內(nèi)蒸汽作核態(tài)沸騰時(shí),表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)很高,注汽鍋爐管內(nèi)壁溫度接近于蒸汽飽和溫度,但是進(jìn)入傳熱惡化區(qū)后,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)急劇下降,管壁溫度急劇上升,造成注汽鍋爐管因過(guò)熱而燒壞,這種現(xiàn)象稱(chēng)為沸騰傳熱惡化,具體包括第1類(lèi)傳熱惡化和第2類(lèi)傳熱惡化。

        1)第1類(lèi)傳熱惡化 第1類(lèi)傳熱惡化發(fā)生在受熱面熱負(fù)荷很高時(shí)的欠熱區(qū)和含汽率較低的區(qū)域。由于汽化核心密集,在管壁上形成連續(xù)的汽膜而將水和受熱面隔離開(kāi)來(lái),使管壁得不到液體的冷卻,放熱系數(shù)顯著下降,即由核態(tài)沸騰直接轉(zhuǎn)入膜態(tài)沸騰。由經(jīng)驗(yàn)公式[3]可以計(jì)算出發(fā)生第1類(lèi)傳熱惡化時(shí)的臨界熱負(fù)荷。以油田常用移動(dòng)式注汽鍋爐為例,計(jì)算其臨界熱負(fù)荷值,相關(guān)鍋爐參數(shù)如下:額定蒸發(fā)量為11.2t/h;額定蒸汽壓力為21MPa;額定蒸汽溫度為370℃。注汽鍋爐管規(guī)格為?73×11。經(jīng)計(jì)算,蒸汽干度在0%~40%時(shí)臨界熱負(fù)荷值如表1所示。

        表1 臨界熱負(fù)荷值

        由表1可知,臨界熱負(fù)荷隨蒸汽干度的增加而降低。當(dāng)蒸汽干度達(dá)到40%時(shí),其臨界熱負(fù)荷約為218.1kW/m2。注汽鍋爐運(yùn)行中若熱負(fù)荷超過(guò)該值,則極容易發(fā)生第1類(lèi)傳熱惡化,管壁溫度突然上升,變化很大,導(dǎo)致注汽鍋爐管發(fā)生爆管。

        2)第2類(lèi)傳熱惡化 第2類(lèi)傳熱惡化發(fā)生在熱負(fù)荷比第1類(lèi)傳熱惡化較低、質(zhì)量含汽率較高的環(huán)狀流動(dòng)區(qū),該處的水膜很薄,由于注汽鍋爐管中心汽流將水膜撕破或因蒸發(fā)使水膜部分或全部消失,此時(shí)管壁直接與蒸汽接觸而得不到液體冷卻,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)顯著下降,這種現(xiàn)象稱(chēng)為第2類(lèi)傳熱惡化。研究表明[4],一般直流鍋爐在工作條件下,當(dāng)蒸汽干度超過(guò)10%~12%時(shí)即可進(jìn)入環(huán)狀流動(dòng)區(qū)域,而現(xiàn)場(chǎng)油田注汽鍋爐蒸汽干度一般在75%左右,因此較容易發(fā)生第2類(lèi)傳熱惡化。出現(xiàn)這類(lèi)傳熱惡化時(shí)壁溫的增值較第一類(lèi)傳熱惡化時(shí)小,其速度變化也較慢,但當(dāng)管壁溫度超過(guò)允許極限值時(shí)也會(huì)使注汽鍋爐管燒損。

        此外,燃燒調(diào)整不當(dāng)時(shí),燃燒器火焰發(fā)生偏離,會(huì)使?fàn)t膛燃燒發(fā)生在水冷壁附近,或與受熱面產(chǎn)生“貼邊”現(xiàn)象,導(dǎo)致火焰直接燃燒爐管。若霧化油滴粘附在管壁上,則會(huì)在水冷壁上形成二次燃燒,使水冷壁發(fā)生超溫爆管。

        2.2管內(nèi)壁發(fā)生積鹽、結(jié)垢

        目前,國(guó)內(nèi)外注汽鍋爐的水處理絕大多數(shù)采用只去除水中硬度、不去除鹽類(lèi)的軟化方法。為保證受熱面安全,在輻射段內(nèi)一般產(chǎn)生干度為70%~80%的濕飽和蒸汽,利用其中20%~30%的飽和水來(lái)溶解水處理時(shí)未去除的鹽類(lèi)。注汽鍋爐在運(yùn)行中一旦蒸汽干度超過(guò)80%,則極不容易控制蒸汽干度,導(dǎo)致飽和水含量急劇下降,而蒸汽帶鹽的能力很差,因而鹽類(lèi)會(huì)在輻射段管束的管壁上逐漸積累而產(chǎn)生積鹽現(xiàn)象。此外,鍋爐經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行后在管壁上形成水垢,由于水垢導(dǎo)熱性能很差,其導(dǎo)熱系數(shù)很小,要比鋼材導(dǎo)熱系數(shù)小幾十倍至數(shù)百倍,因而熱阻很大,具有顯著的隔熱作用。在經(jīng)過(guò)同樣熱流密度和管內(nèi)蒸汽溫度時(shí),受熱面金屬壁的溫度會(huì)大大升高,以致過(guò)熱,引起金屬?gòu)?qiáng)度降低。在管內(nèi)壓力作用下,會(huì)造成注汽鍋爐管局部變形、鼓包甚至爆管。

        2.3管壁發(fā)生腐蝕

        由于注汽鍋爐管長(zhǎng)期在高溫高壓蒸汽條件下工作,會(huì)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象,使管壁逐漸變薄,這種現(xiàn)象稱(chēng)為管壁腐蝕,包括氣體腐蝕、垢下腐蝕和疲勞腐蝕3種情形[4]。

        1)氣體腐蝕 如果鍋爐給水時(shí)除氧不徹底,就會(huì)含有O2、CO2等氣體,這些氣體均會(huì)引起金屬腐蝕。

        2)垢下腐蝕 當(dāng)注汽鍋爐管表面產(chǎn)生水垢時(shí),會(huì)產(chǎn)生垢下腐蝕。由于水垢所在處的金屬溫度較高,當(dāng)鍋爐水滲透到水垢下面時(shí),其中雜質(zhì)可以腐蝕金屬而產(chǎn)生腐蝕坑,最終導(dǎo)致注汽鍋爐管發(fā)生鼓包甚至爆管。

        3)疲勞腐蝕 汽鍋爐管金屬在鍋爐水作用下經(jīng)常受到方向和大小不一的應(yīng)力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生疲勞腐蝕。由于注汽鍋爐的輻射段管束為水平蛇形往復(fù)管結(jié)構(gòu),當(dāng)負(fù)荷較低時(shí)易發(fā)生汽水分層,此時(shí)注汽鍋爐管會(huì)受到交變的熱應(yīng)力作用而產(chǎn)生疲勞腐蝕。

        2.4管內(nèi)產(chǎn)生汽水分層

        油田注汽鍋爐采用臥式直流結(jié)構(gòu)形式,輻射段管束為水平蛇形往復(fù)布置,汽水混合物在該水平管中流動(dòng)時(shí),受汽水密度差的作用,液態(tài)水傾向于在水平管下部流動(dòng),蒸汽傾向于在水平管上部流動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)清晰的分界面,從而產(chǎn)生汽水分層。當(dāng)發(fā)生汽水分層時(shí),由于水面的波動(dòng),水面附近的管壁交替地與蒸汽和水接觸,使管壁溫度不斷發(fā)生變化,最終導(dǎo)致注汽鍋爐管產(chǎn)生疲勞而損壞。

        3 預(yù)防注汽鍋爐爆管的措施

        3.1采取合適的蒸汽質(zhì)量流速

        為避免發(fā)生沸騰傳熱惡化,應(yīng)提高蒸汽的質(zhì)量流速,提高沸騰放熱系數(shù),以保證受熱面得到足夠的冷卻,使管壁溫度控制在材料所允許的工作范圍內(nèi)。與此同時(shí),不能使蒸汽質(zhì)量流速過(guò)大,否則鍋爐的阻力增大,增加了泵能量的消耗。因此,應(yīng)綜合考慮兩者的影響,采取合理的蒸汽質(zhì)量流速來(lái)保證注汽鍋爐的正常運(yùn)行。

        3.2采用內(nèi)螺紋管或加裝擾流子

        對(duì)于熱負(fù)荷較高的輻射受熱面,可考慮采用內(nèi)螺紋管或加裝擾流子以增加流體的擾動(dòng),推遲膜態(tài)沸騰的發(fā)生,使管壁溫度降低。

        3.3高干度區(qū)采用高強(qiáng)度合金管

        由于注汽鍋爐輻射段管束的水平蛇形往復(fù)結(jié)構(gòu),蒸汽在其中流動(dòng)時(shí)總是循環(huán)地經(jīng)過(guò)火焰溫度最高的中心區(qū),尤其在汽化點(diǎn)以后,輻射段管束內(nèi)開(kāi)始產(chǎn)生蒸汽,其干度一般達(dá)到70%~80%,該高干度區(qū)經(jīng)過(guò)火焰中心時(shí),容易引起管壁過(guò)熱超溫,因而可以在高干度區(qū)采用高強(qiáng)度合金管。

        3.4調(diào)整燃燒器運(yùn)行狀態(tài)

        注汽鍋爐運(yùn)行時(shí)要調(diào)整好燃燒器火焰的中心位置,避免火焰直接接觸水冷壁,同時(shí)要防止霧化油滴粘附在管壁上造成二次燃燒。

        3.5加強(qiáng)水質(zhì)及干度監(jiān)測(cè)

        嚴(yán)格控制注汽鍋爐的給水水質(zhì)指標(biāo),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)蒸汽干度,防止鍋爐長(zhǎng)期在蒸汽干度超過(guò)80%的情況下運(yùn)行,避免輻射受熱面的積鹽。

        3.6減少管壁腐蝕

        采用熱力除氧和化學(xué)除氧等方式除去水中溶解的氣體,避免發(fā)生氣體腐蝕。定期對(duì)爐管進(jìn)行除垢,防止?fàn)t管的垢下腐蝕,可采用化學(xué)除垢的方式進(jìn)行除垢,包括酸洗和堿煮等方法。為避免發(fā)生疲勞腐蝕,應(yīng)從消除熱應(yīng)力方面著手,即避免輻射段管束產(chǎn)生汽水分層現(xiàn)象。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        注汽鍋爐是稠油開(kāi)采的關(guān)鍵設(shè)備,其安全運(yùn)行為油田稠油開(kāi)采提供了保障。在注汽鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中,要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,以減少爆管現(xiàn)象的發(fā)生,延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命,實(shí)現(xiàn)稠油長(zhǎng)期穩(wěn)定的開(kāi)采。

        [1]劉繼和,孫素鳳.注汽鍋爐[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007.

        [2]西安交通大學(xué)《直流鍋爐》編寫(xiě)組.直流鍋爐[M].北京:水利電力出版社,1977.

        [3]清華大學(xué)熱能工程系熱能工程教研室.鍋爐原理及計(jì)算[M].北京:科學(xué)出版社,1987.

        [4]胡蔭平.電站鍋爐手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.

        10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.031

        TE357.44

        A

        1673-1409(2012)07-N094-02

        2012-04-25

        周英(1970-),女,2004年大學(xué)畢業(yè),工程師,現(xiàn)主要從事油田注汽鍋爐方面的研究工作。

        [編輯] 李啟棟

        猜你喜歡
        鍋爐管干度汽水
        鍋爐管泄漏原因
        一方汽水養(yǎng)一方人
        太鋼不銹超超臨界不銹鋼鍋爐管工藝技術(shù)躋身世界先進(jìn)行列
        300 MW級(jí)亞臨界鍋爐管爆裂原因及剩余壽命評(píng)估
        自制汽水
        動(dòng)動(dòng)腦,你能喝幾瓶?
        注汽鍋爐應(yīng)用干度自控系統(tǒng)提高稠油采收率
        廢熱鍋爐管板裂紋的處理方法
        稠油注汽鍋爐蒸汽干度測(cè)控裝置的應(yīng)用
        換汽水
        亚洲三级香港三级久久| 国产免费内射又粗又爽密桃视频| 少女高清影视在线观看动漫| 国产成人亚洲精品77| 麻豆av毛片在线观看| 日本添下边视频全过程| 少妇高潮潮喷到猛进猛出小说| 久久国产欧美日韩高清专区| 国产精品黑丝美女av| 国产精品婷婷久久爽一下| 真人与拘做受免费视频| 女同性恋精品一区二区三区| 三级网站亚洲三级一区| 亚洲av无码国产精品色午夜字幕 | 四虎成人精品在永久免费| 精品亚洲成a人在线观看青青| 精品国产性色av网站| 亚洲熟妇一区二区蜜桃在线观看 | 插b内射18免费视频| 中文字幕少妇AV| 久久久国产精品三级av| 女人18毛片a级毛片| 国产精品天天狠天天看| 国产三级黄色片子看曰逼大片| 国产自拍成人免费视频| 中文字幕v亚洲日本| 成人无码视频在线观看网站| 日日噜噜噜夜夜狠狠久久蜜桃| 亚洲第一最快av网站| 国产一区免费观看| 亚洲国产黄色在线观看| 成午夜福利人试看120秒| 免费观看又污又黄的网站 | 宅男噜噜噜| 久久精品亚洲熟女九色| 精品露脸国产偷人在视频| 97人人超碰国产精品最新o| 狠狠色噜噜狠狠狠狠888奇禾| 亚洲AV秘 无码一区二区在线| 人妻少妇中文字幕久久| 久久九九国产精品怡红院|