曹 瑋 大慶油田工程有限公司

介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術及應用

曹 瑋 大慶油田工程有限公司

三元復合驅(qū)、高濃度聚驅(qū)區(qū)塊使用的火筒式加熱爐采用介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術，用管道泵對加熱爐內(nèi)介質(zhì)進行內(nèi)部循環(huán)，通過在加熱爐火管部位設置的沖洗裝置噴射到火管的表面，提高了火管外表面被加熱介質(zhì)的擾動程度，減少雜質(zhì)的沉積，達到了防除垢的目的，同時又防止了火管鼓包變形情況的發(fā)生。綜合比較，采用介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術的加熱爐具有節(jié)約能源、熱效率高、事故率低、安全性高等特點。

加熱爐；介質(zhì)內(nèi)循環(huán)；噴射；火筒；除垢

目前，大慶油田使用的加熱爐有數(shù)千臺，是油氣生產(chǎn)和輸送中的主要耗能設備。在三元復合驅(qū)和高濃度聚合物驅(qū)區(qū)塊油井產(chǎn)出液中等成垢性離子含量高，另外，原油中瀝青等雜質(zhì)含量也比較多，介質(zhì)被加熱后，介質(zhì)中所含的聚合物因溫度升高而轉變?yōu)轲こ頎畹囊后w，與過飽和的CaCO3、MgCO3、CaSO4等鹽類和原油中所含的雜質(zhì)等共同沉積于煙火管的外表面，形成一種質(zhì)地黏彈松軟、熱阻大的結垢層。垢層的累積使得火管的導熱性變差，造成局部過熱，從而出現(xiàn)火管鼓包變形的問題，需對加熱爐進行清垢和更換火管損壞部分，維修費用高，周期頻繁，并且造成長時間停產(chǎn)，影響正常的生產(chǎn)運行。為了解決以上問題，開發(fā)了介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術。

（1）介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術根據(jù)加熱爐結構、被加熱介質(zhì)特性及流動狀態(tài)等特點，用管道泵對加熱爐內(nèi)介質(zhì)進行循環(huán)，循環(huán)介質(zhì)通過在加熱爐火管部位設沖洗裝置噴射到火管表面，提高了火管外表面被加熱介質(zhì)的擾動程度，減少雜質(zhì)的沉積，防止了火管鼓包變形情況的發(fā)生。

（2）介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術不但有防除垢的效果，同時介質(zhì)內(nèi)循環(huán)的噴射作用，增加了煙火管外表面介質(zhì)的流速，提高了加熱爐的傳熱效率。

（3）采用內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術的加熱爐，減少了因火管鼓包變形而產(chǎn)生的維修費和頻繁停產(chǎn)清淤產(chǎn)生的費用，只需在每年加熱爐檢修期間對煙火管進行清垢，不會對生產(chǎn)運行造成影響，安全性能也得到了提高。

2009年在大慶油田采油三廠薩北22#轉油站開展了對比試驗，轉油站內(nèi)3#、4#加熱爐同為1.0 MW加熱爐，并配有爐管高溫檢測裝置，在4#加熱爐采用介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術。加熱爐應用該技術運行監(jiān)測如下：

（1）爐管高溫檢測裝置設置475℃時高溫報警，485℃時自動減負荷運行，監(jiān)測加熱爐運行狀態(tài)可知，采用介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術的4#加熱爐運行狀態(tài)良好，3#加熱爐在運行3個月后頻繁出現(xiàn)高溫報警及自動減負荷運行情況，影響了正常生產(chǎn)，在運行5個月后，火管鼓包情況發(fā)生。測量火管表面結垢層，3#加熱爐火管表面結垢層約5 cm厚，4#加熱爐火管表面結垢層約0.5 cm厚。

（2）在不同使用時期設定兩個加熱爐的燃氣消耗量、來液溫度及流量，記錄加熱爐出液溫度并換算加熱爐的熱效率。比較發(fā)現(xiàn)：未使用除垢技術的加熱爐運行3個月后熱效率明顯降低，并隨著時間的延長，與采用除垢技術的加熱爐的熱效率差距也越來越大。對于油田運行的上千臺加熱爐，采用新技術減少了燃料的消耗，提高了加熱爐的熱效率。

通過幾年的現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)在三元復合驅(qū)、高濃度聚驅(qū)區(qū)塊使用的普通火筒式加熱爐，使用大約5個月后，嚴重的積垢使火管的導熱性變差，造成火管局部過熱，相繼出現(xiàn)火管鼓包變形的問題，為保證加熱爐的熱效率及安全運行，普通火筒式加熱爐每運行3個月就需要進行停產(chǎn)清垢，每次清垢需要停爐，嚴重影響正常的生產(chǎn)運行。

綜合比較，采用介質(zhì)內(nèi)循環(huán)噴射火筒除垢技術的加熱爐具有節(jié)約能源、熱效率高、事故率低、安全性高等特點，可以適當擴大在三元復合驅(qū)、高濃度聚驅(qū)區(qū)塊使用的數(shù)量，并進一步跟蹤和完善。

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.005

2015-04-07