楊沭 侯建鑫 李小峰

摘要： 加熱爐在油氣田生產(chǎn)工藝中的作用是給原油天然氣加熱， 使原油溫度升高，防止輸送過程中凝結(jié)，減少結(jié)蠟，降低動(dòng)能損耗。對(duì)天然氣加熱可以有效防止天然氣中水化物的形成對(duì)集氣站內(nèi)設(shè)備、管道的堵塞。隨著加熱爐設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)和更新，加熱爐存在的危險(xiǎn)因素也有所變化。本文針對(duì)加熱爐在生產(chǎn)過程中的一些危險(xiǎn)危害因素進(jìn)行辯識(shí)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并針對(duì)日常生產(chǎn)中存在的一些問題提出了一些防范措施。一方面可以使員工提高對(duì)加熱爐風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)能力，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防控能力，另一方面又排除了故障，提高了加熱爐的使用效果。

Abstract： The role of heating furnace in the oil and gas field production process is to heat crude oil and natural gas， increase the temperature of crude oil， prevent condensation during transportation， reduce wax formation， and reduce kinetic energy loss. The heating of natural gas can effectively prevent the formation of hydrates in natural gas and blockage of equipment and pipelines in gas gathering stations. With the improvement and update of heating furnace equipment technology， the risk factors in the heating furnace have also changed. In this paper， some dangerous factors in the production process of heating furnace are identified and risk assessment， and some preventive measures are put forward for some problems in daily production. On the one hand， employees can increase their ability to identify risk of heating furnaces， enhance risk prevention and control capabilities， and on the other hand， eliminate failures and improve the use of heating furnaces.

關(guān)鍵詞： 加熱爐；危險(xiǎn)因素；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；改進(jìn)措施

Key words： heating furnace；risk factors；risk assessment；improvement measures

中圖分類號(hào)：TG155.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）14-0284-05

0 引言

對(duì)于油氣集輸而言，給原油、天然氣加熱是一項(xiàng)重要的基本工藝技術(shù)。原油集輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)都需要將原油加熱到所需溫度。對(duì)天然氣加熱可以有效防止天然氣中水化物的形成對(duì)集氣站內(nèi)設(shè)備、管道的堵塞。加熱油氣必然需要熱能，而熱能的來源途徑和方法多種多樣。加熱爐是一種常見的加熱設(shè)備，主要用于給原油等介質(zhì)加熱，對(duì)于油氣田來說，它是一種重要的生產(chǎn)設(shè)備，隨著加熱爐設(shè)備技術(shù)的不斷更新，加熱爐潛在的風(fēng)險(xiǎn)也發(fā)生了一定改變。

1 油氣田加熱爐

油氣田常用加熱爐的種類：

用來加熱石油和天然氣的加熱爐隨著石油工業(yè)的發(fā)展而不斷發(fā)展和改進(jìn)。目前已經(jīng)有多種爐型，其中有簡(jiǎn)單的方箱爐、斜頂爐、立式爐、圓筒爐及無焰爐、水套爐等。

1.1 輸油管道上使用的幾種加熱爐

當(dāng)前輸油泵站中常用的加熱爐主要有方箱爐、圓筒爐、中間介質(zhì)加熱系統(tǒng)等，具體包括以下幾種：

1.1.1 方箱爐

方箱爐在輸油管道的泵站應(yīng)用較多。同時(shí)在結(jié)構(gòu)方面作了改，按煙氣在對(duì)流室的流動(dòng)方向，又分為對(duì)流上行加熱爐（如圖1）和對(duì)流下行加熱爐（如圖2）兩種。這種爐易點(diǎn)火、不易滅火、爐墻耐熱損失小。在輸油管道上使用的外形為圓筒的加熱爐有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)。

1.1.2 圓筒爐

①立式圓筒爐。如圖3所示，立式圓筒爐的輻射管排在兩側(cè)，爐膛是長(zhǎng)方形的，火嘴在爐底，并且會(huì)在兩排火嘴間砌筑一道花墻，起到提高輻射能力的作用。該爐具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，不僅能源消耗低，而且占地面積小，煙氣流向合理（由下向上流動(dòng)）。這種爐加熱效率高，在煉油廠廣為應(yīng)用。

②臥式圓筒爐。臥式圓筒爐內(nèi)的爐管主要有兩種：一是按螺旋式的爐管；二是沿爐管水平排列的爐管。

1）快裝爐 沿圓筒內(nèi)壁水平排列爐管，設(shè)兩管程輻射管在圓筒形外殼內(nèi)，輻射室即為輻射管中間的圓柱形空間。圓筒內(nèi)有輕質(zhì)耐熱襯里層。輻射室后面的方形對(duì)流式，其中有對(duì)流管，燃料油預(yù)熱管和空氣預(yù)熱管如圖4所示。這種爐熱效率比較高，投產(chǎn)時(shí)不用烘爐。

2） 熱媒爐 它是一種間接加熱系統(tǒng)，其輸送原油的加熱介質(zhì)為熱媒，熱媒具有凝固點(diǎn)低、導(dǎo)熱系數(shù)大、沸點(diǎn)高、分子大等特點(diǎn)，如圖5所示，用熱媒在換熱器中加熱原油。熱媒走換熱器管程，原油走換熱器殼程，熱效率可達(dá)到90%以上。

1.2 井站上使用的幾種中小型加熱爐

加熱爐被廣泛應(yīng)用在原油、天然氣生產(chǎn)、集輸中，常用的有水套加熱爐、盤管式加熱爐等，本文重點(diǎn)介紹了水管式水套加熱爐和火筒式水套加熱爐。

1.2.1 水管式水套加熱爐

其組成部分主要包括水管、火嘴、沸騰管、爐膛、爐膛等。具體結(jié)構(gòu)如圖6所示。它是一種以水管蒸汽為傳熱媒介的間接加熱設(shè)備，與直接加熱的設(shè)備相比，其優(yōu)點(diǎn)是：①因?yàn)椴皇怯没鹬苯尤哂捅P管，所以避免了將走油盤管燒彎、燒裂、燒刨皮等損壞現(xiàn)象，同時(shí)也比較安全。②走油盤管內(nèi)通過的油、氣等油井產(chǎn)物不直接接觸高溫的管壁，這樣就不會(huì)造成結(jié)焦的不良現(xiàn)象。

1.2.2 火筒式水套加熱爐

火筒式水套加熱爐，又稱火管式水套加熱爐，它是基于水管式水套加熱爐不斷更新和完善而形成的。火筒式水套加熱爐組成部分主要包括煙囟、水管、火管、盤管、火嘴及其附件等，其具體結(jié)構(gòu)如圖7所示。水管式水套加熱爐和火筒式水套加熱爐兩者之間存在明顯區(qū)別，在火筒式水套加熱爐中，裝在水套內(nèi)的“U”形火管代替了爐膛，“U”形火管的一端裝有火嘴；另一端和煙囟相通?；鹧鎳娙牖鸸軆?nèi)燃燒給水套內(nèi)的水加熱，使之沸騰將熱量傳遞給走油盤管中通過的油、氣等油井產(chǎn)物，并從水套的側(cè)上部出口流出，沿所設(shè)的循環(huán)管線給井站上的設(shè)備加熱保溫后，又由回水管線從水套下部時(shí)回水口進(jìn)入水套內(nèi)被重新加熱。這樣，水套就像一個(gè)大的沸騰管，加之“U”形火管在水套內(nèi)，所以熱損失很小，熱效率很高。

2 加熱爐常見危險(xiǎn)因素識(shí)別

2.1 腐蝕穿孔

通常情況下，我國(guó)油氣田石油、天然氣的集輸采取的工藝都是多井同時(shí)加熱、節(jié)流降壓后進(jìn)行處理，在該工藝中，采用水套爐加熱方式進(jìn)行天然氣加熱。加熱爐的使用壽命和熱傳遞效率直接決定了天然氣是否能夠安全平穩(wěn)的生產(chǎn)，若加熱爐未嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加熱操作，比如加熱爐用水未經(jīng)處理，水中含有的腐蝕離子、成垢離子等會(huì)在高溫的作用下形成腐蝕或者CaCO3的垢質(zhì)，最終沉積在加熱爐的內(nèi)表面或盤管外壁，如此勢(shì)必會(huì)影響到加熱爐的熱傳遞，甚至導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

2.1.1 內(nèi)腐蝕穿孔及原因分析

從油氣井中開采出的原油、天然氣中含有多種雜質(zhì)，比如S和P等，這些雜質(zhì)一旦遇到水，很容易形成酸性物質(zhì)，而酸性物質(zhì)對(duì)金屬具有較強(qiáng)的腐蝕性，尤其是對(duì)于氣相空間部分來說，腐蝕程度最為嚴(yán)重。此外，加熱爐、管道酸洗后，若殘留了酸液，也會(huì)腐蝕加熱爐內(nèi)壁。常見氣田加熱爐內(nèi)腐蝕的部位主要有：煙火管與介質(zhì)接觸側(cè)腐蝕穿孔、火筒內(nèi)側(cè)腐蝕穿孔。

2.1.1.1 煙火管與介質(zhì)接觸側(cè)腐蝕穿孔原因分析

①造成加熱爐腐蝕的主要原因是洗井液中酸性介質(zhì)；

②金屬管材和加熱爐中的溶解氧出現(xiàn)了嚴(yán)重電化學(xué)腐蝕，從而形成了以鐵的氧化物為主的產(chǎn)物，這些產(chǎn)物在盤管及煙管上會(huì)形成繡瘤和銹蝕坑；

③雖然井站的加熱爐用水水質(zhì)較好，為生活用水，但未經(jīng)處理的水中存在的腐蝕離子會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

2.1.1.2 火筒內(nèi)側(cè)腐蝕穿孔原因分析

①天然氣成分中含有一定量的h2s、氨和有機(jī)硫化物，這些成分在氧氣充足的情況下會(huì)生成硫酸，從而對(duì)火筒造成硫酸露點(diǎn)腐蝕，即使在氧氣不足的情況下，這些成分也會(huì)對(duì)火筒造成高溫硫化物腐蝕；

②爐管面臨嚴(yán)重的高溫氧化問題，在570℃以下高溫條件下，氧氣與碳鋼爐管直接反應(yīng)形成的鐵皮，盡管生成的氧化物存在一定的高溫抗氧化能力，但無法形成致密膜層，很容易出現(xiàn)腐蝕問題，而在570℃以上高溫條件下形成的鐵皮由于結(jié)構(gòu)疏松，其抗腐蝕性較弱；

③在結(jié)垢嚴(yán)重的情況下，若加熱爐火嘴發(fā)現(xiàn)偏移，導(dǎo)致受熱不均，很容易出現(xiàn)燒穿火管問題。

2.1.2 外腐蝕穿孔及原因分析

在排煙溫度較低的情況下，煙囪產(chǎn)生的露水不能從煙箱及時(shí)排出，如此天然氣燃燒產(chǎn)物中的硫化物、氮氧化物等很容易和露水發(fā)生相互作用形成酸性溶液，從而腐蝕煙箱、煙箱側(cè)封頭、煙囪等，露點(diǎn)腐蝕加熱爐煙箱側(cè)封頭，使得煙箱和封頭連接處壁厚減，嚴(yán)重的出現(xiàn)穿孔。究其原因如下：

①我廠由于安裝了節(jié)能火嘴，使得部分加熱爐冬季排煙溫度較低，導(dǎo)致凝析水較大，容易對(duì)加熱爐的煙箱、煙囪、封頭造成較大腐蝕；

②現(xiàn)階段采用的加熱爐外保溫層都是鎧裝（鐵皮）保溫層，大量的保溫物質(zhì)被填充在內(nèi)，如此其透氣性勢(shì)必會(huì)受到影響，而在透氣性較弱的情況下一旦雨、雪進(jìn)入，無法在短時(shí)間內(nèi)將其排出，很容易造成管壁腐蝕；

③加熱爐若運(yùn)行年限太長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致主體材質(zhì)老化，再加上自然氧化等原因，極易造成罐壁、管壁減薄，強(qiáng)度降低，部分附件焊道已腐蝕。

另外，還存在制造原因、修理質(zhì)量差和內(nèi)部管理等因素。

2.2 火管燒損及原因分析

火管燒損是火筒爐及水套爐使用過程中常見的問題。一般情況下若出現(xiàn)火管燒損問題，經(jīng)常表現(xiàn)為火管近火焰處的鼓包變形，且該變形會(huì)逐漸加大，進(jìn)而減薄變形部位的金屬厚度，如此一來變形部分不僅要承受自身的應(yīng)力集中，還需要應(yīng)對(duì)外部壓力，及其造成火管燒損問題，而該問題的出現(xiàn)通常伴隨著事故發(fā)生。

2.2.1 介質(zhì)中的雜質(zhì)影響

由于通常加熱爐中加熱采用的介質(zhì)僅僅經(jīng)過簡(jiǎn)單的處理，并未在加熱操作前對(duì)其進(jìn)行徹底的凈化分離，那么介質(zhì)中難免殘存一些泥沙和礦物質(zhì)，而介質(zhì)中存在的這些異物一旦遇到高溫，就會(huì)在火管、煙管及筒體內(nèi)壁結(jié)垢，并且硬垢上層還會(huì)附著一層軟垢，在這種情況下很容易出現(xiàn)事故。

2.2.2 結(jié)垢結(jié)焦的影響

由于結(jié)垢、結(jié)焦導(dǎo)熱系數(shù)較低，很容易在煙火管表面形成致密隔熱層，而在這種情況下無法及時(shí)將熱量排出。通過分析清淤對(duì)火筒及盤管垢樣，發(fā)現(xiàn)其成分主要包括三種，即紅褐色鐵銹、白色CaCO3晶體、泥沙形成的硬性板結(jié)塊。火管結(jié)垢的原因主要有以下幾個(gè)方面：

①原液中存在CO2、Mg2、Ca2，這些物質(zhì)在加熱爐加熱水的過程中會(huì)生成不同的規(guī)則晶體，比如MgCO3、CaCO3等，而這些晶體很容易形成硬垢。

②含油污水中混含著各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在加熱期間會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)，突出表現(xiàn)為大量油垢與泥砂沉積在火管壁上。

③燃燒器的原因。天然氣采用燃?xì)馊紵?，加熱爐所用燃料為油田伴生氣。這種燃?xì)馊紵魇芏喾N因素的制約，比如火焰長(zhǎng)短、火束粗細(xì)等，不適宜的相應(yīng)的參與會(huì)影響到燃燒器的正常使用，從而導(dǎo)致火管燒損。此外，若燃燒器安裝不當(dāng)，也可能會(huì)導(dǎo)致火管燒損。

2.3 火災(zāi)或爆炸原因分析

加熱爐是利用原油、天然氣等燃料燃燒的火焰和煙氣作為加熱劑，所以由于操作不當(dāng)或設(shè)備本身缺陷易發(fā)生火災(zāi)、爆炸等事故。引起加熱爐發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的原因有以下幾個(gè)方面：

①超溫引起火災(zāi)或爆炸：當(dāng)在處理易燃易爆物料時(shí)，若無法合理控制好溫度，很容易發(fā)生各類由于超溫及局部過熱問題導(dǎo)致的安全事故，特別是在有明火火焰和煙道氣的環(huán)境下。超溫時(shí)，大大提高了設(shè)備增壓爆炸、物料分解等風(fēng)險(xiǎn)；局部過熱時(shí)，爐管內(nèi)壁會(huì)結(jié)焦，甚至?xí)恢苯訜?，從而?dǎo)致火災(zāi)安全事故出現(xiàn)。

②爐膛發(fā)生爆炸：若加熱爐是燃?xì)?、燃油的管式形式，?duì)操作要求較高，一旦操作不當(dāng)，很可能出現(xiàn)爐膛內(nèi)爆炸現(xiàn)象，通常情況下爆炸包括以下幾種情況：

1）在加熱爐點(diǎn)火開工階段，本應(yīng)在燃料管道或者爐管內(nèi)的可燃物料被錯(cuò)誤的放在了爐膛，特別是氣體燃料，比如天然氣、瓦斯等，這些氣體燃料在于空氣的接觸中會(huì)形成爆炸性混合物，此時(shí)若達(dá)到爆炸極限濃度勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)安全事故；點(diǎn)火時(shí)，相關(guān)操作人員未嚴(yán)格依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，導(dǎo)致可燃?xì)怏w沒被徹底處理干凈，如此極易出現(xiàn)安全事故。

2）未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃燒器的火焰突然熄滅，在這種情況下，若還是持續(xù)不斷的供應(yīng)燃料，必然會(huì)在某個(gè)時(shí)間使爆炸性混合物達(dá)到爆炸極限濃度，從而導(dǎo)致爆炸事故發(fā)生。

3）此外，容易形成爆炸性混合物的情況還包括溫度太高燃料油氣化、燃油噴嘴嚴(yán)重漏油、氣體燃料帶油等。

③煙道發(fā)生爆炸：若空氣量不夠，無法確保燃料的充分燃燒，那么在煙道內(nèi)加熱爐很可能發(fā)生爆炸。這是因?yàn)槿羧剂蠜]有得到充分燃燒，會(huì)產(chǎn)物一種含可燃?xì)獾奈镔|(zhì)，該物質(zhì)一旦會(huì)空氣接觸就會(huì)存在發(fā)生爆炸的可能性。

④加熱爐附屬設(shè)備泄漏發(fā)生火災(zāi)：若管式加熱爐爐管損壞，爐膛內(nèi)會(huì)流入物料，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。具體導(dǎo)致爐管破裂的原因主要包括以下幾種：1）工作人員操作不當(dāng)；2）局部過熱；3）高溫氧化；4）原料中斷；5）爐管質(zhì)量差；6）爐壁壓力不符合規(guī)定；7）未及時(shí)發(fā)現(xiàn)及維護(hù)相關(guān)設(shè)備。

⑤若燃料管線的法蘭墊片存在異常情況，必然造成管道破裂或者閥門故障，而這些故障會(huì)引發(fā)液體泄漏，此時(shí)遇到爐膛中的明火極易出現(xiàn)火災(zāi)。

加熱爐本身成為著火源：引火源眾多，包括高溫物料輸送管線、高溫爐膛、加熱爐高溫表面、加熱爐的明火等。管式加熱爐爐管通常情況下冷卻下來的時(shí)間很長(zhǎng)，因?yàn)槠淅鋮s速度較慢，這就意味著即使燃燒器已經(jīng)熄火，在一定時(shí)間內(nèi)加熱爐依然會(huì)是著火源，需小心應(yīng)對(duì)。

2.4 操作人員的不安全因素

操作員工未經(jīng)培訓(xùn)上崗、安全意識(shí)差、未能正確辨識(shí)加熱爐風(fēng)險(xiǎn)因素、出現(xiàn)事故后未正確采取控制措施，違章操作都是造成加熱爐事故的危險(xiǎn)因素，近些年來由于操作不當(dāng)而造成加熱爐著火、人身傷亡的事故案例也時(shí)有發(fā)生。

2.4.1 水套爐點(diǎn)爐可能發(fā)生的危害

①由于未嚴(yán)格依照規(guī)定使用工具導(dǎo)致的人身傷害；②由于水位不足、假水位等，導(dǎo)致的爐子爆炸；③電器設(shè)備容易引發(fā)觸電事故；④未科學(xué)操作可能會(huì)造成燙傷事故；⑤機(jī)械設(shè)備容易導(dǎo)致夾傷或絞傷事故；⑥爆炸事故可能是由于爐膛內(nèi)余氣導(dǎo)致的；⑦中毒傷害及火災(zāi)事故可能是由于油氣泄漏造成的；⑧通風(fēng)不好容易引發(fā)人身傷害。

2.4.2 水套爐常壓加水操作可能發(fā)生的危害

①機(jī)械設(shè)備可能造成夾傷或絞傷事故；②通風(fēng)不好，無法將氣體及時(shí)擴(kuò)散，可能造成人身傷害；③蒸汽（或熱水）可能造成燙傷事故；④水位不足、假水位可能造成爐子爆炸；⑤電器設(shè)備可能引起觸電事故；⑥用具使用不當(dāng)造成人身傷害。

2.4.3 水套爐清洗水位計(jì)操作可能發(fā)生的危害

①工用具使用不當(dāng)造成人身傷害；②水位不足、假水位，容易引發(fā)爐子爆炸；③蒸汽（或熱水）可能造成燙傷事故；④機(jī)械設(shè)備可能造成碰傷事故。

2.4.4 水套爐吹掃爐膛操作可能發(fā)生的危害

①機(jī)械設(shè)備可能造成夾傷或絞傷事故；②通風(fēng)不好，無法將氣體及時(shí)擴(kuò)散，可能造成人身傷害；③水位不足、假水位可能造成爐子爆炸；④電器設(shè)備可能引起觸電事故；⑤工用具使用不當(dāng)造成人身傷害。

3 第四章加熱爐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

3.1 LEC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法

所謂風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是指判斷危害的嚴(yán)重度，即一旦觸發(fā)該危險(xiǎn)因素，可能導(dǎo)致的損傷程度。按照評(píng)價(jià)結(jié)果類型的不同，可將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分為兩類，即定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，我們選用半定量的作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法（C評(píng)價(jià)法）。該方法在判斷操作人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)大小時(shí)主要依據(jù)三個(gè)因素，這三個(gè)因素都和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，分別是L（事故發(fā)生的可能性）、E（人員暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻繁程度）、C（一旦發(fā)生事故可能造成的后果）。然而，實(shí)際取得這三種因素的確切數(shù)據(jù)是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的過程，過程極其繁瑣。第一步需要先將不同的分值分配給不同等級(jí)的三種因素，然后再考慮三個(gè)分值的乘積D，之后由此判斷作業(yè)條件危險(xiǎn)性的大小，即：D=L*E*C。具體的LEC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)表如表1所示。

LEC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)分值法作為一種評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)大小的方法具有簡(jiǎn)單、有效的特點(diǎn)，只需依據(jù)最終的風(fēng)險(xiǎn)分值即可知道風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)分值D=L×E×C。D值越小，說明危險(xiǎn)性越低，反之，則說明危險(xiǎn)性越大，在D值較大的情況下，必須采取有效的應(yīng)對(duì)措施，有備無患，或者采取措施盡量降低事故發(fā)生的可能性及降低事故發(fā)生造成的損失。按危險(xiǎn)性分值劃分危險(xiǎn)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)如表2。

但需要注意的是LEC風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法具有一定的局限性，它是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷的，主觀性較高，因此，在具體的使用過程中應(yīng)依據(jù)自身實(shí)際情況酌情考慮。

3.2 對(duì)加熱爐中常見危害因素的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

在采油井站，采氣集氣站，加熱爐都屬于重大危險(xiǎn)源，加熱爐的危險(xiǎn)、危害因素的存在使得加熱爐的日常操作和管理工作顯得尤為重要。對(duì)由各種危險(xiǎn)危害因素形成的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)如表3所示。

對(duì)于設(shè)備存在的風(fēng)險(xiǎn)、安全隱患，安全管理部門應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)備的日常管理工作，在每年的檢修工作中對(duì)設(shè)備按要求進(jìn)行強(qiáng)檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決、處理。同時(shí)，針對(duì)人員由于安全意識(shí)薄弱，違章操作，責(zé)任心不強(qiáng)等影響到加熱爐日常安全工作的行為，應(yīng)該及時(shí)加強(qiáng)員工的培訓(xùn)工作，使員工加強(qiáng)安全意識(shí)，提高操作水平，保證設(shè)備的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

4 加熱爐安全改進(jìn)措施

4.1 對(duì)結(jié)垢、腐蝕的防范措施

①選用合適的阻垢劑。我廠目前選用SG-200防腐阻垢劑，其具有優(yōu)良的性能，在其適宜的pH范圍11.5～12.10，緩蝕率與阻垢率均符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，且無點(diǎn)蝕現(xiàn)象。②建議徹底的對(duì)加熱爐用水進(jìn)行除氧處理，或者使用除氧劑；同時(shí)在加熱爐給水中加入緩蝕阻垢劑，對(duì)其進(jìn)行緩蝕阻垢處理。③在具體工藝中將污水進(jìn)入加熱爐前的沉降、分離時(shí)間延長(zhǎng)，使得沉積物和泥沙能夠得到充分沉降、分離。④為避免煙箱內(nèi)部的腐蝕，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)和選用可及時(shí)排出煙箱冷凝液體的結(jié)構(gòu)。⑤嚴(yán)格加熱爐的質(zhì)量關(guān)，確保使用的任何設(shè)備都處于正常運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)做好設(shè)備的維護(hù)和管理工作。

4.2 防止火管燒損的措施

①結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)施阻垢劑個(gè)性化加藥，將結(jié)垢量控制在合理范圍內(nèi)。②為避免驟升驟降造成局部開裂，應(yīng)合理控制加熱爐的溫度參數(shù)。③為防止結(jié)垢影響熱傳導(dǎo)而造成燒損，應(yīng)定期清淤除垢。④定期巡回檢查，制定巡回檢查內(nèi)容和制度，確保操作無異常。

4.3 防止加熱爐發(fā)生火災(zāi)爆炸的措施

①合理布置：嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，最好將加熱爐集中布置在裝置的邊緣，并且位于可燃?xì)怏w、液體烴、甲B類易燃液體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。為避免出現(xiàn)火災(zāi)事故，應(yīng)加熱爐和相鄰設(shè)備（裝置）之間應(yīng)留出一定距離的防火間距。若要將非燃燒材料的實(shí)體墻設(shè)置在明火加熱爐與露天布置的液化烴設(shè)備之間，那么兩者之間的防火間距不能低于15m。此外，為使實(shí)體墻同時(shí)發(fā)揮阻止可燃?xì)怏w竄入爐體的作用，應(yīng)保證實(shí)體墻的高度超過3m，且距加熱爐最好在5m之內(nèi)。

②嚴(yán)格崗位安全操作：司爐崗位必須嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，科學(xué)控制各工藝參數(shù)，包括流量、壓力及溫度等，杜絕超溫、超壓、超負(fù)荷運(yùn)行。盡量采用自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制和調(diào)整各工藝參數(shù)，并且安裝高、低限自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，確保其靈敏度。科學(xué)制定安全施工方案，并嚴(yán)格依照施工方案操作。加熱爐要制定完善的事故應(yīng)急預(yù)案，保證崗位人員即使面對(duì)各類突發(fā)事故依然能夠正確采取應(yīng)對(duì)措施。

③嚴(yán)格進(jìn)行巡回檢查：作為企業(yè)員工來說，巡回檢查是其一項(xiàng)重要工作內(nèi)容，主要工作內(nèi)容如下：1）爐管是否彎曲、變形、結(jié)焦；2）檢查爐進(jìn)料量、爐出口溫度、爐膛溫度、過熱蒸汽溫度及壓力、燃料油溫度及壓力、瓦斯壓力的變化情況；3）火焰是否達(dá)到完全燃燒，煙囪冒煙情況；火焰是否偏斜，有無回火縮火現(xiàn)象；4）通風(fēng)系統(tǒng)是否正常；5）爐內(nèi)花墻、耐火層及爐頂有無裂痕、脫落、倒塌現(xiàn)象；6）燃料氣是否帶水，噴嘴是否結(jié)焦、漏油，爐膛長(zhǎng)明燈是否完好等。7）燃油加熱爐要查看燃油泵運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，燃油罐的溫度及液位是否正常。

④防止?fàn)t膛爆炸：對(duì)燃油、燃?xì)獾募訜釥t，在爐子點(diǎn)火前，應(yīng)檢查供油、供氣閥門的開關(guān)情況，用蒸汽吹掃爐膛（至少吹掃5min），排除其中可能積存的爆炸性混合氣體，以免點(diǎn)火時(shí)發(fā)生爆炸。爐膛內(nèi)的長(zhǎng)明燈要保持不滅，先進(jìn)的加熱爐應(yīng)設(shè)置自動(dòng)安全點(diǎn)火控制裝置。

⑤防止煙道爆炸：燃料燃燒時(shí)，要保持最佳的空氣供給系數(shù)，注意磚砌墻的完整和嚴(yán)密性，不允許空氣被吸進(jìn)煙道。

4.4 提高加熱爐熱效率的一些措施

4.4.1 加熱爐沖洗

目前煙管反沖洗方式主要有三種：一是單純水反沖洗；二是先氣反吹掃，后水反沖洗；三是先氣反吹掃，再氣水聯(lián)合反沖洗，最后單獨(dú)水反沖洗。從運(yùn)行實(shí)踐看，氣水反沖洗效果好，運(yùn)行費(fèi)用低。

4.4.2 對(duì)加熱爐燃燒系統(tǒng)改造

針對(duì)燃燒器燃燒不充分造成爐膛結(jié)垢嚴(yán)重的實(shí)際問題，我廠選用由唐山金沙工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的NW100型的燃燒器。改造前：由于空氣與燃?xì)饣旌喜痪鶆?，燃?xì)馀c空氣的混合如果達(dá)到其速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)及溫度場(chǎng)均勻分布，那么將會(huì)燃燒充分，提高燃燒溫度；混合比例如果不能達(dá)到該燃燒器所設(shè)定的比例，那么就會(huì)造成燃燒不充分，燃燒效率。改造后：NW型燃燒器設(shè)計(jì)出內(nèi)混燃燒和外混燃燒兩種燃燒形式，內(nèi)混引射燃燒器自成引射力，可抵消外混燃燒形成的通風(fēng)阻力，并提高了火焰中心溫度，外混燃燒器一方面補(bǔ)充燃燒，穩(wěn)定火焰，另一方面可通過自身旋轉(zhuǎn)，促進(jìn)燃燒完全，從而解決了由于燃燒不完全而造成的燃燒效率低，結(jié)碳嚴(yán)重的問題。

改造前：加熱爐煙囪排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。由于加熱爐煙囪在設(shè)計(jì)上沒有風(fēng)門擋板，并且燃燒器本身存在著問題導(dǎo)致煙道堵塞，所以導(dǎo)致煙氣在排放過程中出現(xiàn)抽風(fēng)力不足，冷凝水嚴(yán)重。

改造后：在改造過程中增加了風(fēng)門擋板就可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)節(jié)加熱爐煙囪的排風(fēng)力最大減少水蒸汽的冷凝量。

5 結(jié)論

加熱爐主要危險(xiǎn)因素為加熱爐腐蝕穿孔、爐管燒損，結(jié)垢、火災(zāi)和爆炸。這些主要是由低溫露點(diǎn)腐蝕，高溫硫化腐蝕和燃燒不充分、設(shè)計(jì)不合理、人員的誤操作所造成的。本文對(duì)油氣田中常見加熱爐的危險(xiǎn)因素進(jìn)行了辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。并提出了防范和改進(jìn)措施。通過風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)使企業(yè)員工能更好地熟知加熱爐在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種風(fēng)險(xiǎn)，并能有效地采取防范措施為保證加熱爐的安全運(yùn)行和企業(yè)和員工的生命、財(cái)產(chǎn)安全提供了更好的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明春，戴榮，馬光隨，等.油田壓力容器安全操作技術(shù)，2003.

[2]宋文華，張凱，田亮，郭敬璞.軋鋼企業(yè)加熱爐生產(chǎn)過程的危險(xiǎn)分析與控制[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2012（03）.

[3]李章亞.油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.

[4]楊志剛，張寧生，吳新民，王新強(qiáng).天然氣加熱爐清洗與緩蝕阻垢技術(shù)研究（I）——清洗與鈍化[J].天然氣工業(yè)，2005，25（4）：16-163.

[5]張園，李穩(wěn)宏，胡興民，李冬，廖昌建，李珍.天然氣加熱爐腐蝕機(jī)理及其防護(hù)研究[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù).

[6]李昌忠.水套爐煙道堵渣及腐蝕的原因和預(yù)防[J].石油工程建設(shè)，2006，32（2）：71-74.

[7]謝明亮，謝飛，單福昌，謝政權(quán).Sensitivity Analysis of Relap5 Simulation on AP1000 Nuclear Power Plant[J]. Journal of Donghua University（English Edition）.

[8]馬兵兵，肖鵬，徐細(xì)華，陳小波，高楊.熱軋加熱爐在生產(chǎn)中的溫度控制措施探討[J].世界有色金屬，2016（15）.