油田在用加热炉维修改造技术分析

宫玉芹（大庆油田有限责任公司第八采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）

油田在用加热炉维修改造技术分析

宫玉芹（大庆油田有限责任公司第八采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）

通过描述加热炉的使用状况及存在的问题，阐述了近几年在加热炉大修中所采用的方法及今年加热炉大修中创新点，分析对比加热炉改造后的经济效益，总结出今后加热炉改造思路。

加热炉；改造；效益

1 油田加热炉的使用状况

目前我厂在用加热炉累计为156台（包括四合一），主要用于掺水、外输、采暖以及原油脱水前的加热等工艺过程。使用的炉型有：火筒炉、水套炉、真空炉、管式炉等。其中火筒式加热炉所占的比例最大，占加热炉的70%以上，真空炉应用了37台，管式炉数量相对较少。

火筒炉用于工艺流程中泵的前面，承压低，处理量大，主要用做掺水炉。

水套炉用于工艺流程中泵的后面，承压相对较高，处理量相对较小，主要用做外输炉。

真空炉用于工艺流程中泵的后面，承压相对较高，处理量相对较小，可单独也可同时用做掺水、外输、脱水、采暖炉。

管式炉一般处于工艺流程中泵的后面，负荷大、温度高、压力高，可单独用做掺水、外输、脱水炉。

2 油田在用加热炉存在的问题

2.1 介质、烟气对加热炉的腐蚀

油田加热炉长期受到介质和烟气的腐蚀，特别是烟火管、烟箱和烟囱等部件，据统计大庆油田每年需要维修改造的加热炉约有100多台，我厂2005年维修、更换14台。

2.2 油田加热炉的安全状况良莠不齐

与中华人民共和国石油天然气行业标准SY0031－2004《石油工业用加热炉安全规程》在安全性能和自动化水平方面的要求还有一定的差距。

SY031－2004《石油工业用加热炉安全规程》属于强制标准，在9.7条中对燃烧系统的安全设施作了具体要求：“具备电力供应条件的加热炉应配备自动点火和断电熄火时自动切断燃料供给的熄火保护控制系统,自动燃气燃烧装置防爆等级的确定应符合GB50058的规定。对于输出功率大于1200KW的自动燃气燃烧装置，应具备漏气检测功能”，2005年以前，我厂在用的全自动燃烧装置用量很小，并且完全具备上述功能的也尚为少数。主要存在以下问题：

①火棒点火，点火时爆燃可能危及操作人员；

②有些燃烧器无熄火保护装置，熄火后不能立即切断燃料供给；

③气路手动阀门不严，熄火后关不死；

④有的全自动燃烧器无漏气检测装置，存在安全隐患；。全自动燃烧器如果没有设置漏气检测装置,电磁阀组一旦关闭不严,在使用过程中点火时发生爆炉；

⑤带有熄火保护装置的某些燃烧器，电磁阀只有一级，不符合国际惯例，存在安全隐患；

⑥湿天然气含水、含油污较多，影响燃烧器的正常运行。

2.3 烟火管表面结垢严重，造成局部过热，使得火筒鼓包

由于加热炉加热的含油污水，其中含有大量的泥沙、油污、钙镁离子、悬浮物等，当介质进入加热炉后就会在炽热的烟火管表面形成不同程度的污垢，使烟火管的传热效率降低、强度下降。硬垢层厚度约为2～3mm，硬垢上表面还有厚达10cm的淤泥等悬浮物，这就是烟火管上表面容易鼓包的起因之一。

2.4 高额的加热炉维修改造费用

加热炉改造的主要工作量是更换原来的烟火管，更换单侧封头、烟箱或烟囱。更换烟火管时，首先要进行清罐，拆卸高大的烟囱和部分保温层，达到动火条件后，割开单侧封头，使其与烟火管一起抽出，然后割掉烟箱，再从封头上割掉旧的烟火管，焊上新的烟火管，最后焊上烟箱，重新与壳体组焊，射线检测、水压试验、内外防腐、恢复保温层、吊装烟囱完成加热炉的维修改造。

1.5 MW～2.5MW的加热炉改造费用平均约为30万元，耗时1～2个月，甚至更长时间，而且严重影响生产。

总之，上述几种改造技术中，由于采用了强制供风系统和细烟管技术，大大提高了烟气的流速，提高了传热系数，降低了同负荷加热炉所需的传热面积，节省了钢材；烟囱也从原来的20～24m降为4～8m，这样不但节省了钢材，而且也省去了烟囱绷绳等组件，效率高，能耗低，操作安全方便，空气排放满足环保要求，提高了使用寿命。不仅具有较好的经济效益，而且有着较好的社会效益。

3 对今后加热炉维修改造的思路设想

3.1 产能建设项目

对于产能建设项目，建议在加热炉的方案设计和结构选型时，一步到位，即选用热效率较高的炉型，并配备符合中华人民共和国石油天然气行业标准，SY031－2004《石油工业用加热炉安全规程》的全自动燃气燃烧器。

泵前选用微正压加热炉或烟火管可抽式微正压加热炉代替老式火筒炉，泵后选用真空炉代替水套炉、管式炉。微正压加热炉用在新开发的油田或结垢较轻的区块，烟火管可抽式微正压加热炉用在结垢较重的区块。

3.2 加热炉改造项目

按照油田加热炉大修改造最常见的处理方法，即全部更换烟火管和烟囱，做了三个改造方案进行比较。

方案一：将原加热炉烟火管改为可抽式微正压结构(含新配全自动燃烧器)；

方案二：将原加热炉烟火管改为可抽式负压结构，另配新型燃烧器（安全要求）；

方案三：保持原加热炉烟火管结构，另配新型燃烧器（安全要求）。

3.3 在用燃气燃烧装置的改造

对于在用负压燃气燃烧装置通过技术改造，使其达到最基本的安全标准，即自动点火、熄火保护功能，双级电磁阀防泄漏功能，取代最原始的火棒点火方式，对于已经安装的单级电磁阀防泄漏改为双级电磁阀，以保证在切断燃料供给时的绝对可靠。

3.4 在用加热炉安装超声波除垢仪

如果超声波除垢仪的实际应用效果能够达到提高炉效在3%以上，对于在用的完好的负压火筒炉安装超声波除垢仪。