王宇 姜殿軍 徐凱 趙蓬 李天祥

摘要：NP1-1D集輸站加熱爐在使用中發(fā)現(xiàn)在潮濕天氣、春季楊絮等粉塵環(huán)境下無(wú)法點(diǎn)火啟爐、點(diǎn)火閃爆或點(diǎn)不著火等情況。加熱爐停爐后嚴(yán)重影響集輸系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，給設(shè)備的安全運(yùn)行和管理帶來(lái)了弊端。通過(guò)對(duì)進(jìn)風(fēng)道加設(shè)除濕裝置大大降低了加熱爐潮濕、粉塵環(huán)境下故障率

關(guān)鍵詞：加熱爐進(jìn)風(fēng)除濕;分子篩

一、引言

NP1-1D集輸站投產(chǎn)于2008年7月，主要擔(dān)負(fù)著南堡區(qū)塊油井的摻水伴熱及原油外輸、污水處理任務(wù)。全站共有2臺(tái)兩項(xiàng)分離器、3臺(tái)一段脫水三相分離器、2臺(tái)二段脫水三相分離器，3臺(tái)外輸油泵，6臺(tái)真空相變加熱爐，11臺(tái)外輸水及摻水泵，3臺(tái)注水泵，污水配套系統(tǒng)一套。加熱爐是集輸站生產(chǎn)平穩(wěn)的關(guān)鍵運(yùn)行設(shè)備，擔(dān)負(fù)著全區(qū)各島來(lái)液的加熱和NP1—1D的供暖的重要任務(wù)。冀東油田大部分使用機(jī)械公司生產(chǎn)的新遠(yuǎn)牌加熱爐，加熱爐進(jìn)風(fēng)通道為操作間與基座中空的通道，在使用中發(fā)現(xiàn)在潮濕天氣加熱爐燃燒器會(huì)因吸入潮濕空氣致使燃燒器內(nèi)部凝結(jié)水珠造成加熱爐爐膛溫度低至設(shè)定值后無(wú)法點(diǎn)火啟爐，另外春季楊絮等粉塵環(huán)境下易造成加熱爐進(jìn)風(fēng)擋板被雜物卡死致使風(fēng)門(mén)被限定出現(xiàn)點(diǎn)火閃爆或點(diǎn)不著火等情況。加熱爐停爐后嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)油站三相油水分離效果和集輸系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，給設(shè)備的安全運(yùn)行和管理帶來(lái)了弊端。

二、存在的問(wèn)題

改造前加熱爐進(jìn)風(fēng)通道為操作間與底部水泥基座中空的通道，進(jìn)風(fēng)通道狹小且密閉受環(huán)境影響大，雨雪或大霧天氣進(jìn)風(fēng)口附近潮濕，空氣中的水分子會(huì)通過(guò)狹小的流道進(jìn)入燃燒器內(nèi)部，在燃燒器的風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)后在點(diǎn)火電極中形成凝結(jié)水珠造成加熱爐加熱到目標(biāo)參數(shù)停爐后，在爐膛溫度降至自動(dòng)啟機(jī)的設(shè)定值時(shí)加熱爐點(diǎn)火不成功造成燃燒器報(bào)警。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中對(duì)燃燒器進(jìn)行拆卸擦拭后加熱爐會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)行正常后又因?yàn)榭諝獬睗袢紵鲀?nèi)凝結(jié)水珠停機(jī)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的同時(shí)無(wú)法從根源解決問(wèn)題。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)如果進(jìn)風(fēng)口附近粉塵等雜質(zhì)過(guò)多會(huì)造成進(jìn)風(fēng)擋板卡死，造成加熱爐過(guò)?？諝庀禂?shù)無(wú)法調(diào)整至正常值易造成氣量過(guò)大啟爐時(shí)閃爆或空氣量過(guò)大無(wú)法點(diǎn)火，造成設(shè)備調(diào)整參數(shù)困難、熱效率低，現(xiàn)狀已不能滿足安全、環(huán)保、節(jié)能等各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。給生產(chǎn)帶來(lái)了諸多不便和安全隱患，增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

三、進(jìn)風(fēng)道改造

加熱爐進(jìn)口與進(jìn)風(fēng)擋板之間的通道增設(shè)擋板當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)通道時(shí)進(jìn)行攔截實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中的水氣、粉塵進(jìn)行攔截。

針對(duì)除濕材料初步選擇有毛氈、多孔生化棉、分子篩，經(jīng)過(guò)篩選試驗(yàn)后選定氧化鋁分子篩作為除濕材料。氧化鋁分子篩是一種多孔性的鋁硅酸鹽結(jié)晶體，又叫泡沸石。有天然的，也有人工合成的常見(jiàn)的不同型號(hào)分子篩有：A型、X型等。經(jīng)高溫活化沸石失結(jié)晶水后，晶體內(nèi)形成許多孔穴，其孔徑大小與氣體分子直徑相近，且非常均勻，依據(jù)晶體內(nèi)部孔穴大小吸附或排斥不同的物質(zhì)分子，同時(shí)根據(jù)不同物質(zhì)分子極性或可極化度而決定吸附的次序，達(dá)到分離的效果。分子篩的孔徑分布是非常均一的，結(jié)構(gòu)和組成變化明顯，具有良好的熱穩(wěn)定性、水熱穩(wěn)定性、較好的化學(xué)穩(wěn)定性等性能。分子篩用于吸附脫水，分子篩對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，結(jié)構(gòu)中有大量均勻的幾何網(wǎng)狀型空穴，這些空穴只允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入，起到了篩分分子的選擇吸附作用。常用分子篩孔徑規(guī)格有0.3、0.4、0.5nm，水分子直徑為0.27～0.32nm，因此分子篩在吸附脫水方面表現(xiàn)出了較高的選擇性。分子篩在吸附脫水方面表現(xiàn)出較高的選擇性。分子篩能將混合物中各組分高效分離，分子篩能脫除氣體或液體中百分之幾乃至痕量的水分。而且操作簡(jiǎn)單、成本低，并且分子篩在改變溫度或改變相對(duì)壓力的情況下具有良好的再生性能脫附再生循環(huán)使用。

通過(guò)在加熱爐進(jìn)風(fēng)墻體貼合處加裝框架，并在框架內(nèi)加入分子篩吸潮除濕、多孔生化棉除粉塵使加熱爐進(jìn)氣口達(dá)到干燥清潔，此過(guò)濾除濕裝置在NP1-1D人工島3臺(tái)加熱爐進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用，并制定了分子篩的更換周期為一個(gè)月，未發(fā)生頻繁停機(jī)故障同時(shí)分子篩可析出水分，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用，成功后，又陸續(xù)在集輸站進(jìn)行了推廣使用。經(jīng)過(guò)18年一年的測(cè)試和應(yīng)用加熱爐潮濕粉塵天氣燃燒器故障率下降了83%，解決了惡劣天氣下頻繁故障停機(jī)的難題。

四、效益分析

通過(guò)對(duì)進(jìn)風(fēng)口的改造，可取得以下效果：1、減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力，保障了生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。2、減少了人員拆卸燃燒器造成的安全風(fēng)險(xiǎn)及隱患，提高了安全性，3、除濕裝置加工價(jià)格便宜，維護(hù)費(fèi)用低，節(jié)約了成本。改造前每次維修費(fèi)用在1600元，并且雨雪天氣燃燒器只能治標(biāo)不治本，全年三相運(yùn)行溫度在40℃，外輸油含水10%，嚴(yán)重影響了三相區(qū)域的平穩(wěn)運(yùn)行。改造后設(shè)備故障率降低，全年三相運(yùn)行溫度提升至45℃，三相脫水效果好，外輸油含水穩(wěn)定控制在0.05%，污水處理指標(biāo)懸浮物含量、濁度達(dá)標(biāo)率有顯著提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許元棟， 馬波， 凌鳳香， 等. 中微孔結(jié)構(gòu)沸石分子篩的合成研究進(jìn)展[J]. 當(dāng)代化工， 2005， 34（2）： 85-88.

[2] 王英濱， 靳昕， 林智輝. MCM-41中孔分子篩吸附水中Cr（VI）的動(dòng)力學(xué)研究[J]. 硅酸鹽學(xué)報(bào)， 2007， 35（2）： 197-201.