張立峰

(勝利油田分公司注汽技術(shù)服務(wù)中心現(xiàn)河注汽大隊，山東 東營 257000)

注汽鍋爐作為稠油開發(fā)主要設(shè)備，鍋爐及水處理系統(tǒng)包含燃燒、汽水、抽風(fēng)等諸多子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)內(nèi)包含眾多次級系統(tǒng)和部件，各部件間相互關(guān)聯(lián)，一旦故障會造成鍋爐停爐影響油田生產(chǎn)持續(xù)性。因此，有必要對油田注汽鍋爐及水處理系統(tǒng)故障分析和處理進行探究。

一、熱采鍋爐故障分析

（一）鍋爐故障分析基本理論

隨著信息技術(shù)和工業(yè)自動化，人工智能故障診斷技術(shù)不斷發(fā)展，能發(fā)現(xiàn)故障部位、判斷故障性質(zhì)并提出建議，提升鍋爐運行可靠性。根據(jù)故障分析預(yù)測時間，可分為長期、中期和短期預(yù)測，其中長期預(yù)測是為鍋爐運行壽命和長遠維修計劃進行的，時間在1月以上，預(yù)測精度要求低；中期預(yù)測對鍋爐未來一定時期內(nèi)運行狀態(tài)預(yù)測，為機組制定中期維護維修決策服務(wù)，時間1周左右，預(yù)測精度要求較低；短期預(yù)測是對鍋爐系統(tǒng)近期工況進行預(yù)測，時間1天左右。

（二）鍋爐運行故障分析方法

1.線性回歸分析。通過做好鍋爐日常設(shè)備運行工況記錄，尋找不完全確定變量間數(shù)據(jù)對比，繪制數(shù)據(jù)曲線，通過近期和歷史數(shù)據(jù)曲線圖對比，分析可能存在異常的部件。

2.時間序列分析。按時間順序進行數(shù)據(jù)排列，利用參數(shù)模型進行有序分析，主要參數(shù)模型有曲線擬合、指數(shù)平滑、季節(jié)模型和線性隨機，比較適宜單因素預(yù)測，而鍋爐故障既有確定性趨勢、又存在隨機性和多因素特點，計算比較復(fù)雜，還要對分離殘差零均值、平穩(wěn)性進行假定，分析和預(yù)測精度不理想。

3.是灰色模型分析。按照灰色理論建立模型，以灰色微分方程為基礎(chǔ)對數(shù)據(jù)序列進行擬合，求出微分方程系數(shù)獲得灰色模型。可以以灰色系統(tǒng)動態(tài)方程GM、DM為依據(jù)建立模型，也可以以殘差數(shù)據(jù)列殘差辨識建立預(yù)測模型。該方式與冪級數(shù)疊加原理相同，含一般線性回歸和冪級數(shù)回歸內(nèi)容，故障分析比一般線性回歸或指數(shù)曲線擬合更好，分析中不需過多原始數(shù)據(jù)，特別是短數(shù)據(jù)GM（1，1）預(yù)測精度較高，分析速度快。

4.專家系統(tǒng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合分析。傳統(tǒng)專家系統(tǒng)分析對鍋爐系統(tǒng)特定領(lǐng)域或零部件問題建立專家數(shù)據(jù)庫，但故障分析取決于建立專家系統(tǒng)水平。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析無法有效利用人工經(jīng)驗，以明確故障診斷實例進行分析，需要較多故障樣本，缺乏對故障分析情況解釋，在歷史數(shù)據(jù)分析中應(yīng)用較好，但在故障分析和實時診斷中還有待加強。將專家分析與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，充分后者的大規(guī)模數(shù)據(jù)對比、數(shù)據(jù)分析處理、自動化分析等優(yōu)勢，解決專家系統(tǒng)中推理性能不強、容錯能力較低、處理大型故障和復(fù)雜數(shù)據(jù)困難等難題，實現(xiàn)故障分析并行聯(lián)想和自適應(yīng)推理。

二、熱采鍋爐常見故障預(yù)防及處理

（一）完善管理機構(gòu)，細化管理工作

落實鍋爐運維使用責(zé)任，從專業(yè)化角度建立專門鍋爐檢測和維護保養(yǎng)機構(gòu)，確保每臺鍋爐都有專人負責(zé)，鍋爐使用單位要設(shè)置專人從事操作和管理工作，采油廠逐級配備專業(yè)技術(shù)人員。抓好基礎(chǔ)資料和運行情況記錄，落實好鍋爐系統(tǒng)維護保養(yǎng)、檢測記錄、工況運行等記錄，改進鍋爐運行安全作業(yè)指導(dǎo)書，完善應(yīng)急預(yù)案、操作規(guī)程、制度標(biāo)準(zhǔn)等，夯實安全作業(yè)基礎(chǔ)，從源頭排除故障隱患。

（二）強化現(xiàn)場管理，管好設(shè)備操作

以設(shè)備為重點做到例行保養(yǎng)與間斷性維修保養(yǎng)相結(jié)合，做到鍋爐系統(tǒng)整體和分部的安全檢測，嚴(yán)格按鍋爐壓力容器等有關(guān)操作規(guī)范進行設(shè)備管理。定期組織專業(yè)技術(shù)人員對基層鍋爐系統(tǒng)運行狀況進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)問題建立臺賬，明確整改措施和責(zé)任人，整改一項、消除一項，不留故障隱患。加強設(shè)備現(xiàn)場管理，突出監(jiān)督設(shè)備運行參數(shù)、使用工況條件是否符合要求。如對水汽系統(tǒng)加強調(diào)節(jié)管理，做好水質(zhì)監(jiān)測管控，實現(xiàn)水質(zhì)合格、無超壓和低水位運行等狀況；對燃燒系統(tǒng)要確保燃燒穩(wěn)定、充分，既不浪費爐內(nèi)燃料，又杜絕爐膛內(nèi)存在可燃性氣體引發(fā)爆炸等事故；對風(fēng)煙系統(tǒng)重點做好鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)比例調(diào)控，實現(xiàn)鍋爐爐膛內(nèi)負壓燃燒，避免溫度較高的火焰或煙氣外泄造成人員灼傷或引發(fā)事故。

（三）加強技能提升，做好主要故障應(yīng)對

要加強安全作業(yè)和作業(yè)技能培訓(xùn)，引導(dǎo)基層作業(yè)人員按章作業(yè)，杜絕“三違行為”，嚴(yán)格按規(guī)范作業(yè)。針對鍋爐系統(tǒng)主要零部件、主要系統(tǒng)常見故障類型，向基層作業(yè)人員印發(fā)常見部件、常見設(shè)備主要故障及處置措施，指導(dǎo)基層作業(yè)人員規(guī)范作業(yè)、及時處置，有針對性做好故障預(yù)防、處理工作。比如針對鍋爐安全閥這一重要安全防護設(shè)施，一旦發(fā)生故障將埋下事故隱患，可針對常見故障分類梳理對應(yīng)處置措施，閥體滲漏故障主要表現(xiàn)是閥體間結(jié)合面出現(xiàn)滲漏，可能是螺栓緊力不夠、閥體結(jié)合面平整度太差或中間有雜質(zhì)等原因，可加入青稞紙后以“對角把緊”方式進行螺栓緊固，直到緊不動，對閥門解體進行重新研磨，直到結(jié)合面符合規(guī)范要求；閥門泄露主要表現(xiàn)為閥瓣與閥座封面部位泄漏，會引起蒸汽損失，密封面是金屬材質(zhì)的，表面雖要求平整光滑，但實際工藝可能存在差異，滲漏不可避免，對注汽鍋爐而言，要在規(guī)范要求壓力值下，如鍋爐出口段觀察不到蒸汽、聽不見蒸汽泄漏聲才能確保達到規(guī)范要求，對滲漏如果是結(jié)合面有雜質(zhì)要清除雜質(zhì)，如果密封面損傷要更換零部件、嚴(yán)格零部件規(guī)格控制，如果是裝配不當(dāng)或零部件尺寸不合適造成的，要嚴(yán)格根據(jù)裝備設(shè)計圖紙減小密封面配合工差，實現(xiàn)零部件有效配合，解除故障。

綜上所述，熱采鍋爐作為稠油開發(fā)重要設(shè)備，在運行中要做好故障分析預(yù)測，采取完善管理機構(gòu)、做好現(xiàn)場管理、加強技能提升等措施，確保做好熱采鍋爐故障預(yù)防處理工作，為稠油開發(fā)提供良好裝備基礎(chǔ)。