王繼偉

【摘要】加熱爐是油田集輸過程中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，擔負著油田油氣產(chǎn)品的加熱升溫任務(wù)，是油田生產(chǎn)過程中主要能耗設(shè)備。油田加熱爐中的污垢在管內(nèi)沉積，減少了水流的截面積，增強了水流阻力，增加了動力消耗，大大降低油田生產(chǎn)能力。污垢的特性是低導熱系數(shù)，在油田生產(chǎn)運行中導熱系數(shù)的減小直接影響到加熱爐的效率。本文將針對以上問題主要探討加熱爐除防垢的措施及實施效果，加強對加熱爐的管理，減少耗氣量，提高加熱爐熱效率。

【關(guān)鍵詞】加熱爐 節(jié)能 除垢 管理

1 前言

目前，第七采油廠建有各類燃氣加熱裝置134臺，其中真空加熱爐33臺，占加熱爐總數(shù)的27.97%。2009年全廠加熱爐總能耗為75756.8噸標煤，占全廠總能耗33.26%，其中消耗自產(chǎn)氣5161.0萬立方米、外引氣535.0萬立方米。第七采油廠目前在用加熱爐，普遍結(jié)垢嚴重，導致爐效偏低，是造成加熱爐能耗居高不下的一個重要原因，既浪費能源又具有一定的安全隱患。特別是真空爐，每年需酸洗一次，工作量大，而且存在施工安全隱患、環(huán)境污染、管線腐蝕、施工周期長等問題，已不能適應(yīng)當前油田發(fā)展的的形勢，急需探索新的、安全可靠的除垢方式來解決加熱爐除垢問題，加強加熱爐的管理，尋求更好的除垢、防垢措施。

2 除垢、防垢措施現(xiàn)場試驗效果

第七采油廠近年已采取多種除垢、防垢措施，來應(yīng)對加熱爐結(jié)垢嚴重，耗氣量居高不下等問題，下面將分類介紹、對比各種除防垢措施的實施效果。

2.1 應(yīng)用低功耗高頻震蕩除垢防垢技術(shù)

2.1.1 基本原理

低功耗高頻震蕩除垢防垢技術(shù)是將超聲波直接作用于熱交換裝置內(nèi)部，從而實現(xiàn)在線防垢、除垢的純物理方法，超聲波除防垢技術(shù)是利用物垢剛而脆的機械特性進行除垢的，對硬垢作用效果極為顯著。當?shù)凸某暡ǔ拦冈O(shè)備激發(fā)的超聲波震蕩沿著熱交換設(shè)備的金屬構(gòu)件傳遞至管束上。所以，這是一項通過對積垢持續(xù)不斷的高效剝落來達到除防垢效果的前所未有的高新技術(shù)。

2.1.2 現(xiàn)場試驗

2008年在第三油礦葡三聯(lián)合站脫水崗3臺真空加熱爐、第一油礦葡北1#轉(zhuǎn)油站3臺加熱爐、2009年在葡北13#轉(zhuǎn)油站2臺加熱爐安裝了低功耗超聲波除防垢儀的（功率0.1kw）。

測試安裝前和使用3個月后加熱爐的效率以及摻水泵的效率。檢測發(fā)現(xiàn)爐效和泵效均有所提高，平均加熱爐熱效率由74.65%提高到78.98%，提高了4.33%，泵效率由72.31%提高到76.46%，提高了4.15%，表明該設(shè)備確實有效。

2.2 加熱爐FHC-D紅外線節(jié)能涂料涂敷

2.2.1 基本原理

FHC遠紅外節(jié)能劑是一種涂刷于加熱爐爐膛內(nèi)壁的新型節(jié)能涂料，采用輻射吸熱原理，能夠提高加熱爐爐膛吸熱能力和加熱爐系統(tǒng)效率，節(jié)約天然氣。

2.2.2 現(xiàn)場試驗

2009年在第七采油廠55臺加熱爐推廣應(yīng)用節(jié)能涂料涂敷，測試前后耗氣指標，節(jié)氣率達到6%以上，節(jié)能效果明顯。

2.3 電子除垢儀

2.3.1 技術(shù)原理

電子除垢儀的核心是一個調(diào)制信號發(fā)生器。采用先進的集成電路和信號處理技術(shù)，產(chǎn)生一種復(fù)雜頻率的調(diào)制信號，通過信號電纜將該調(diào)制信號加在管道上，在管道內(nèi)部產(chǎn)生一個分子力動態(tài)干擾場（ADDMF信號場），作用于管道中的流體和溶于其中的溶鹽分子，產(chǎn)生一種核化效應(yīng)。

2.3.2 現(xiàn)場試驗

2009年10月，第七采油廠分別在應(yīng)用了敖包塔聯(lián)合站二合一進口管線、敖四轉(zhuǎn)油站四合一進口管線安裝了兩臺高效電子除垢系統(tǒng)，2010年10月對可以錄取垢樣的敖包塔聯(lián)合站2#二合一加熱爐進行前后期垢樣對比，前期垢厚為7.18mm，運行一年后錄取垢樣，后期垢厚為3.22mm，除垢效果明顯。2套加熱爐高效電子除垢系統(tǒng)1-9月份節(jié)約燃氣5.06×10⁴m³。

2.4 真空加熱爐空穴射流清洗技術(shù)

2.4.1 技術(shù)原理

放入管路中的清洗器，在流水的推動下，快速向前移動，清洗器上的金屬葉片產(chǎn)生高頻震蕩，清洗器被由此產(chǎn)生的急速旋轉(zhuǎn)的渦流所包圍，形成連續(xù)移動的低壓區(qū)，瞬時激射出強力的微射流，無數(shù)的微射流會聚成沖擊波，徹底粉碎沉積物。

2.4.2 現(xiàn)場試驗

（1）在加熱爐進口連接儀器投放裝置，投入清洗儀器，與水泥車相連接，水泥車與水罐車連接。

（2）在加熱爐出口連接儀器接收裝置，連接排污管線至空罐車內(nèi)；

（3）啟動水泥車推動清洗儀器在盤管中行進；

（4）觀察排垢情況，用接收顯示儀測定儀器進入接收裝置后，水泥車停止工作，取出儀器，單根管線清洗結(jié)束；

葡三聯(lián)脫水崗3臺真空加熱爐清洗前熱水溫度與外輸溫度相差25℃，清洗后20天內(nèi)的平度溫度差18℃，說明清洗后，盤管導熱能力增強，除垢效果明顯。

清洗前，葡三聯(lián)脫水崗3臺真空加熱爐同時運行，加熱溫度為65℃的平均耗氣量為11188 m³/d，清洗后，平均耗氣量為9357m³/ d，清洗后每天節(jié)氣1831m³，節(jié)氣效果顯著。

3 除防垢效果及經(jīng)濟性對比

從上述現(xiàn)場試驗可以看出：

（1）低功耗超聲波除防垢儀除垢及節(jié)能效果均較好，但單臺費用14.5萬元，一次性投入較高，投資回收期較長。

（2）FHC-D紅外線節(jié)能涂料具有耐高溫、輻射率高、降低煙垢和水垢生成速度的特點，但該材料的有效期僅為12個月，雖然降低了煙垢和水垢的生成速度，但不能阻止水垢生成，不適宜長期使用。

（3）電子防垢儀除垢防垢效果良好，但單臺費用太高，且安裝復(fù)雜，不易維護。

4 結(jié)論

通過對以上加熱爐除防垢技術(shù)的對比分析，可以看出空穴射流清洗技術(shù)無論是除垢效果還是經(jīng)濟性都要優(yōu)于其他除防垢技術(shù)，建議在今后的加熱爐清洗中推廣應(yīng)用。我們今后應(yīng)該加大管理力度，探索合理的管理措施，本文就管理措施方面提出以下幾點建議：

（1）完善加熱爐維修維護技術(shù)檔案，密切監(jiān)控加熱爐的運行狀態(tài)，嚴禁超溫、超壓、超負荷運行，及時發(fā)現(xiàn)可能存在的安全隱患。

（2）定期檢測加熱爐的運行情況，確保各項運行指標正常。

（3）定期檢測加熱爐的燃氣指標，確保燃氣指標達到要求，保證加熱爐的燃燒效率。

（4）定期對加熱爐采取除垢、防垢措施，增強盤管導熱性，減少熱量流失，降低加熱能耗。