陳曉香

（中國(guó)石油遼河油田分公司，遼寧 盤錦 834000）

一、熱采注汽爐現(xiàn)狀

遼河油田作為我國(guó)最大的稠油生產(chǎn)基地，稠油產(chǎn)量占總產(chǎn)量的60%以上。注汽爐是稠油熱采工藝的關(guān)鍵設(shè)備。遼河油田共有注汽爐300余臺(tái)，絕大部分以油氣為燃料，年耗油氣當(dāng)量約為180萬t，相當(dāng)于一個(gè)中等油田的產(chǎn)量。

在生產(chǎn)中，注汽爐管已成為熱采安全生產(chǎn)的瓶頸。全國(guó)油田熱采行業(yè)因鍋爐爐管爆管每年造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億計(jì)，因此，這是一個(gè)亟待解決的問題。

爆管的主要原因除水質(zhì)原因造成的爐管內(nèi)壁結(jié)垢外，輻射受熱面外管壁的氧化、腐蝕、沾污結(jié)渣造成的爆管事故占鍋爐安全事故的50%以上。

二、解決方案

2006年聯(lián)合國(guó)環(huán)境發(fā)展署(UNEP)亞太低碳指南指出，目前針對(duì)爐體安全、高效、節(jié)能、環(huán)保的最有效且性價(jià)比最高的解決方案就是對(duì)受熱面管道及爐襯施用納米陶瓷涂層。納米陶瓷涂層可以最少資金投入全面提升注汽爐的性能并減少氮氧化物排放，是高性價(jià)比的爐體安全節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

三、RSI稀土納米陶瓷涂層

1.RSI稀土納米陶瓷涂層簡(jiǎn)介

納米陶瓷涂層迄今歷經(jīng)了保護(hù)性涂層、紅外高發(fā)射率涂層和全波段高發(fā)射率保護(hù)性多功能復(fù)合涂層三代技術(shù)。RSI稀土納米陶瓷涂層是一種以稀土氧化為主要原料的納米水基涂料，通過壓縮空氣噴涂于金屬及非金屬基材表面，經(jīng)一次運(yùn)行升溫，在基材表面形成與基材緊密結(jié)合的致密超薄(0.05~0.1mm)的復(fù)合稀土金屬氧化膜陶瓷涂層。在注汽爐爐管外壁噴涂RSI稀土納米陶瓷涂層，可大幅度提高爐管表面黑度、防氧化腐蝕、抗沾污結(jié)渣、耐磨損、提高鍋爐燃料適應(yīng)能力，全面提升包括安全、節(jié)能、環(huán)保在內(nèi)的鍋爐性能和可靠性。

稀土納米陶瓷涂層集稀土特性和納米特性于一體，展現(xiàn)出非稀土納米材料和稀土非納米材料所不具備的非線性效應(yīng)等諸多優(yōu)良特性。涂層采用了改性的高溫?zé)o機(jī)粘合劑，并且具有超細(xì)超薄納米材料特性，硬度高、強(qiáng)度高和抗腐蝕性好，即使在高溫下也如此，從本質(zhì)上改變了陶瓷涂層與基質(zhì)的結(jié)合機(jī)理和結(jié)合強(qiáng)度，全面提升了基質(zhì)材料性能和可靠性。降低了材料的表面能(非浸潤(rùn)性，類似于特富龍)，消除了氧化層，有效控制沾污結(jié)渣；同時(shí)可適應(yīng)各種燃料和氣氛，防止基質(zhì)材料的磨損、氧化和腐蝕。該陶瓷涂層可形成全波段高發(fā)射率，并且發(fā)射率可在一定范圍內(nèi)(0.60<ε<0.94)基本保持恒定，此特性可強(qiáng)化輻射換熱和導(dǎo)熱能力以優(yōu)化換熱系統(tǒng)，從而提升爐膛的整體熱力性能，有效提高受熱面的輻射換熱和熱傳導(dǎo)能力，使受熱面加熱更加均勻、減少熱點(diǎn)。在輻射受熱面的爐體材料上噴涂RSI納米陶瓷涂層，還可使?fàn)t體在同比負(fù)荷的運(yùn)行條件下，爐膛整體火焰和煙氣溫度有所降低，從而有效地減少熱力型NOx的生成。

2.RSI稀土納米陶瓷涂層關(guān)鍵技術(shù)及性能指標(biāo)

RSI稀土納米陶瓷涂層重點(diǎn)解決了粘結(jié)劑系統(tǒng)、納米微粒子、專利發(fā)射劑及陶瓷涂層應(yīng)用4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。涂層許用溫度為260~2 900℃，對(duì)所有金屬和非金屬基質(zhì)具有優(yōu)秀的附著力屬性、合適的物理屬性、表面化學(xué)屬性和材料科學(xué)屬性。

3.RSI陶瓷涂層技術(shù)先進(jìn)、應(yīng)用成熟

RSI陶瓷涂層技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)際先進(jìn)、應(yīng)用成熟，施工簡(jiǎn)單方便，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的空白。迄今RSI陶瓷涂層已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外石油石化、電力、鋼鐵、冶金和航空航天等領(lǐng)域，客戶包括BP、日本能源公司、中石化、道達(dá)爾、雪鐵戈等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)的各種爐體輻射、對(duì)流爐管及耐火爐襯上。

四、應(yīng)用效果

根據(jù)RSI納米陶瓷涂層的既往應(yīng)用案例，注汽爐實(shí)施預(yù)期效果如表1所示。

表1