改善真空炉结垢现状工艺研究

谭 波，丁 燕，欧远斌，王 林，姚新玲

（中国石化江苏油田试采一厂，江苏江都 225265）

改善真空炉结垢现状工艺研究

谭 波，丁 燕，欧远斌，王 林，姚新玲

（中国石化江苏油田试采一厂，江苏江都 225265）

真空炉自2004年引进我厂以来，由于其安全系数高、自动化程度高、热效率高等优点在我厂得以大面积推出，但是由于结垢严重，清垢方式单一，清垢费用居高不下。本文针对此问题展开研究，通过加药方式对真空炉水盘管进行清防垢，通过半年实验以来，效果较为明显。

真空炉；清防垢；加药

1 目前现状及存在的问题

真空炉作为一项新产品引进本厂以来，由于其安全系数、自动化程度、热效率高等优点自2004年10月在周41站安装了第一台真空炉以来陆续在沙26站、曹7站、瓦6站等中型接转站安装，截止到2010年12月底全厂已安装了30台真空炉，（其中功率为1250 kW的9台，功率为2000 kW的2台，功率为2500 kW的5台，功率为800 kW的10台，功率为1500 kW的1台）。

通过近几年厂家培训服务的跟进及采油队的不断摸索，真空炉的操作使用技术相对成熟，但是由于受水质影响，目前真空炉存在的主要问题就是盘管结垢。目前清垢周期最短只有3个月（如瓦6站1#、3#真空炉）。盘管的结垢不仅降低了炉子的热效率，严重的对生产安全造成一定影响。目前解决盘管结垢的手段只有人工清垢，但是人工清垢存在以下几个问题：

（1）周期长，目前根据现场清垢施工的时间看，每台炉子清次垢约5～10天。

（2）费用高，2009年、2010年全年真空炉清垢费用分别为69.4718万元、79.9766万元，分别占到真空炉全年维护费用的59%和4%。2009年平均每台炉子清垢费用为3.47万元，2010年平均每台为4.0万元

（3）环境差，由于每次清垢都需把进出口管线拆下，造成施工现场较脏。对站库卫生造成一定影响。

（4）能耗高，目前只有当炉子结垢严重（进出口压差达0.4 MPa以上）时才会安排厂家专业施工队伍清炉子。而真空炉的结垢一方面降低了真空炉的热效率，另一方面增加了热水泵的电耗。

2 解决办法及实施情况

针对以上情况，要解决真空炉盘管结垢情况主要从两个方面着手，一是通过加药或增加水处理设备等方式改善水质，最大程度改善盘管结垢情况，减少清垢次数。二是引进推广新工艺、新技术，对盘管清垢工艺进行改进，降低清垢费用。目前在瓦6站安装了量子环除垢器，使用效果正在观测中。对于油盘管的防垢问题，目前通常的做法为化学防垢和除垢，也有电子防垢设备，由于安全的考虑，目前现场还没有应用。

本次课题研究主要是针对花17站真空炉水盘管结垢严重问题，采用加药方式降低盘管结垢，已达到少清炉、不清炉的目的。

序号 加热炉型号 功率 燃烧器型号 燃料 投产时间1 ZWN-1250-03 1250KW BGN200 DSPGN 天然气 2007.10.202 ZWN-1250-03 1250KW COMIST122 DSPNM 重油/天然气 2007.11.20

2.1 概况

目前花17站主要是运行1#真空炉，2#作为备用炉。由于受水质影响，花17站真空炉水盘管结垢严重，平均半年就需清垢一次。

图1 循环水流程图

花17站2010年5月及12月共清垢2次，费用为10.7万元。在2010年11月时1#真空炉进出口压差就达0.4 MPa

2.2 方案制定及实施

2.2.1 药剂选用 针对花17真空炉水盘管结垢情况，药剂选择根据在试采二厂塔7站、扬10站、卞塘锅炉站等6个站点使用情况选用Z-W型锅炉阻垢剂和ZWB除垢剂，作用机理，Z-W阻垢剂是专门针对热水循环系统研制，主要成份为磷酸盐和缓蚀剂，该药剂能调整水的碱度，使循环水始终保持在pH值8～9左右的状态下运行。连续增加能有效防止锅炉受热面上的水垢结附和再生，能够与锅炉受热面上的水垢螯合使水垢晶间分散，将水垢分解成细小松散的泥渣，来达到降低或消除锅炉水垢的生成。该药剂优点是能在金属表面形成均匀致密的保护膜，延长管线使用寿命。

Z-WB除垢剂是以固体酸为主剂，复配而成内含大量缓蚀剂。它与碳酸盐水垢能发生激烈化学反应，生成易溶于水的盐类和二氧化碳。除垢剂加药量视结垢情况而定，温度控制在60℃最佳，温度太低反应速度慢，温度太高（超过80℃）除垢剂内有效成分会分解，失去除垢能力。工艺流程见下图，为直接加入回水箱，本工艺简洁方便，投资小。

图2 新加药水处理工艺流程

2.2.2 加药方案及实施情况 初期制定的加药方案：因制定加药方案时花17站1#真空炉循环水盘管结垢严重（压差达0.4 MPa），所以先进行除垢，后加阻垢剂。

实施情况，2010年11月中旬，花17站1#真空炉循环水进出口压差已0.4 MPa，方案实施第一步对其进行加除垢剂清垢，加药量为100 kg/d，至12月10号由于加药泵坏未继续加药，进出口压差未发生明显变化，12月25号安排对1#真空炉进行人工清垢，清垢时发现水垢较以前相对松软，清垢后压差为0.1～0.15 MPa，2011年3月初至今开始加药，前期把剩余的除垢剂加完，后期进行加阻垢剂，每星期加两次，每次50 kg。

2.3 效果分析（见表1～表3）

3 实施过程中存在的问题

自花17站2010年12月清垢至今6个月以来1#真空炉循环水进出口压差保持在0.2～0.25 MPa，根据往年数据及经验未加药时半年压差会达到0.4 MPa左右，也就是说加药防垢效果比较明显，但不够理想。主要存在以下几个问题:

在加药之初未制定详细严密的加药计划，未能根据实际情况及时调整加药方案，致使采油队在加药过程中随意性较大，一方面造成浪费，二是不能保证防垢效果。

序号 时间 用量 备注初次投加 15天内 100 kg/d 投加除垢剂15～30天 50 kg/d 压差不降低，用量加强正常投加 30天后 50 kg/3d 投加碱性防垢剂

表1 2011.1-2011.6花17站1#真空炉循环水进出口压差

表2 2010.05-2010.11花17站1#真空炉循环水进出口压差

图1 加药前后循环水进出口压差变化曲线

由于所加除垢剂未列入采油队成本计划，基层采油队考虑队上成本，对加药积极性不高，后期减少了加药量；以及加药泵损坏等原因使得加药没能做到连续实施，致使除垢效果不够理想。

4 总结

对油田地面集输系统而言，加热炉好比是整个系统的心脏，如何确保加热炉高效、安全地运行也是地面集输工作的重中之重，随着真空加热炉的普及，其结垢问题也一直困扰着我们，药剂防垢跟以往靠人工清垢相比除了其简便、高效、节能的优势外还使我们的工作由原来的“被动出击”变成“主动防御”可最大程度保障生产的安全运行。下步将与采油队及相关职能部门对药剂选择、方案制定做进一步研究，为提高真空炉运行效率和安全系数开展工作。

TG155.16

A

1673-5285（2012）07-0096-03

2012－05-07