趙向軍

油田熱注鍋爐爆管原因分析

趙向軍

（遼寧省盤錦市興隆臺區(qū)遼河油田曙光采油廠，遼寧盤錦 124010）

注汽鍋爐在油田稠油開采中發(fā)揮著重要作用。管路是采油注汽鍋爐的重要組成部分，一旦發(fā)生爆管事故，將會影響到鍋爐的整體運行。因此，必須做好爆管事故的預(yù)防工作，確保注汽鍋爐安全可靠運行，主要對油田注汽鍋爐爆管原因進行了分析，并提出了有針對性的解決措施。

油田；熱注鍋爐；爆管；原因；解決措施

隨著我國稠油資源的不斷開發(fā)，注汽鍋爐成為油田稠油開采必需的設(shè)備。近年來，注汽鍋爐爆炸事故頻繁發(fā)生，影響了注汽鍋爐的利用率和注汽效率，嚴(yán)重制約了油田的正常生產(chǎn)，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟損失。所以，需要對熱注鍋爐爆管原因進行合理的分析，并提出有效的解決方式，只有這樣，才能確保熱注鍋爐安全、平穩(wěn)運行，不斷提高注汽鍋爐的工作質(zhì)量。

1　油田熱注鍋爐爆管原因分析

1.1硬件安裝存在缺陷

引發(fā)注汽鍋爐爆管的主要原因是在鍋爐硬件安裝過程中存在缺陷。注汽鍋爐上的某些硬件安裝工藝要求較高的精度，由于安裝工人的操作失誤導(dǎo)致管路發(fā)生變形，存在較大的安全隱患。如果不合格的管路在采油過程中使用，就會造成爐內(nèi)水位顯示出現(xiàn)虛假情況。如果操作人員仍舊按照正常的工藝流程使用，當(dāng)鍋爐管路不能承受較高壓力時，就會引發(fā)爆管。因此，鍋爐安裝過程中，必須按照合理的方式對硬件進行安裝，確保安裝質(zhì)量合格。在鍋爐投入使用前，要重點檢查爐身、管道和儀表等相關(guān)設(shè)備是否存在問題，驗收合格后才能正式投入使用。

1.2管壁結(jié)垢

注汽鍋爐經(jīng)過長期的運行后，會在管壁上形成水垢，水渣是形成水垢的主要原因。注汽鍋爐水中的雜質(zhì)加熱分解，相互作用形成水渣。水渣最初以懸浮狀態(tài)存在于鍋爐水中，在循環(huán)過程中，如果不能及時排出鍋爐，當(dāng)積聚到一定程度時，就會在爐內(nèi)形成水垢。水垢具有導(dǎo)熱性能差和導(dǎo)熱系數(shù)小等特點，鍋爐受熱面金屬溫度在經(jīng)過同樣熱流密度和管內(nèi)蒸汽溫度時會產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，致使金屬強度降低，鍋爐爐管在管內(nèi)壓力的作用下發(fā)生局部變形、鼓包甚至爆炸。

1.3管壁腐蝕

在高溫、高壓蒸汽條件下，注汽鍋爐管會發(fā)生管壁腐蝕現(xiàn)象，其結(jié)果是管壁逐漸變薄，通常情況下，管壁腐蝕包括氣體腐蝕、垢下腐蝕和疲勞腐蝕3種類型。

1.3.1氣體腐蝕

鍋爐中含有的O2和CO2等氣體極易引起金屬腐蝕，導(dǎo)致爆管事故的發(fā)生。

垢下腐蝕易發(fā)生在鍋爐管路表面產(chǎn)生水垢較多的地方。由于水垢存在的地方金屬具有較高的溫度，當(dāng)水汽滲入到水垢下面時，其中的雜質(zhì)會腐蝕金屬，使金屬表面出現(xiàn)腐蝕坑，最終導(dǎo)致注汽鍋爐發(fā)生爆管。

1.3.2疲勞腐蝕

爐管在注汽鍋爐內(nèi)由于長期受到方向和大小不一的應(yīng)力作用，使其容易產(chǎn)生疲勞腐蝕。通常注汽鍋爐采用的是臥式直流結(jié)構(gòu)，輻射段管束呈水平蛇形往復(fù)布置，汽水混合物在汽水密度差的影響下，蒸汽易于在水平管上部流動，而液態(tài)水易于在水平管下部流動，嚴(yán)重時容易產(chǎn)生汽水分層現(xiàn)象。在交變的熱應(yīng)力作用下，注汽鍋爐管極易產(chǎn)生疲勞腐蝕。

2　注汽鍋爐爆管預(yù)防措施

2.1提高鍋爐安裝質(zhì)量

工作人員在鍋爐安裝過程中需要認(rèn)真檢查鍋爐安裝質(zhì)量，加強對鍋爐安裝單位的資質(zhì)審查。按照操作規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對鍋爐安裝程序進行現(xiàn)場監(jiān)督和檢查。如控制指標(biāo)不符合設(shè)計要求，需要責(zé)令鍋爐安裝單位及時整改，直到檢驗合格為止。

2.2采取合理的蒸汽流速

為避免注汽鍋爐發(fā)生沸騰傳熱惡化現(xiàn)象，需要提高蒸汽的質(zhì)量流速和沸騰放熱系數(shù)，將管壁溫度控制在材料所允許的工作范圍內(nèi)。另外，要嚴(yán)格控制蒸汽質(zhì)量流速，流速不能過大，否則鍋爐的阻力將隨之增大，泵能量消耗也將隨之增加。因此，要采取合理的蒸汽質(zhì)量流速來保證注汽鍋爐的正常運行。

2.3加強水質(zhì)監(jiān)測

健全鍋爐用水水質(zhì)化驗制度及水處理設(shè)備運行管理制度，加強水處理設(shè)備的運行與維護管理。配備專職人員定時監(jiān)測鍋爐用水水質(zhì)，嚴(yán)格控制注汽鍋爐的給水水質(zhì)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整。

2.4嚴(yán)格控制管壁腐蝕

要想有效的控制鍋爐管壁發(fā)生腐蝕問題，可以通過以下方式進行控制：首先，為了避免發(fā)生氣體腐蝕，水中溶解的氣體可以采用熱力除氧和化學(xué)除氧等方式去除；其次，需要加強司爐人員培訓(xùn)，可以采用酸洗和堿煮的方法定期對爐管進行除垢，防止?fàn)t管發(fā)生垢下腐蝕；通過控制輻射段管束產(chǎn)生汽水分層現(xiàn)象來避免疲勞腐蝕的發(fā)生。實驗證明，采用正確的排污方法，可以有效避免鍋爐內(nèi)形成二次水垢。

3　結(jié)束語

油田注汽鍋爐的安全運行為稠油開采提供了有力保障。注汽鍋爐發(fā)生爆管的原因是多方面的，在注汽鍋爐的實際運行中，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，積極探索注汽鍋爐的防垢技術(shù)，有效控制爆管事故的發(fā)生幾率，提高注汽鍋爐的工作效率，延長鍋爐的使用壽命。

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Injection of Hot Oil Boiler Tube Ieakage

Zhao Xiang-jun

Steam injection plays an important role in the exploitation of heavy oil.Pipe steam injection oil recovery is an important part，once the pipe explosion accident will affect the overall operation of the boiler.Therefore，we must do the work of prevention pipe explosion accidents and ensure safe and reliable operation of the boiler steam injection，mainly for oil field steam injection boiler tube were analyzed，and targeted solutions.

oilfield；heat injection boiler；squib；reasons；countermeasures

10.13751

A

1003-6490（2016）06-0036-02

2016-06-15

趙向軍（1968—），男，遼寧盤錦人，助理工程師，主要從事采油管理工作。

收稿日期：2016-06-06

作者簡介： 孫婉婷（1991—），女，黑龍江大慶人，碩士在讀，主要研究方向為石油與天然氣工程。