加熱爐升溫管理中存在的問題與改進(jìn)措施

王玉江 畢新忠 杜國棟 張延濤

摘 要 為了保障冬季油井正常生產(chǎn)，通常需要通過加熱爐加熱升溫，保障油井產(chǎn)出液順利地進(jìn)入總的流程系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員和工人技師們根據(jù)傳統(tǒng)加熱爐升溫管理中存在的問題與隱患，通過采取研發(fā)智能燃燒器等改進(jìn)措施，取得了較好的升溫效果，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞 加熱爐 升溫管理 問題 改進(jìn)措施

1背景

樁西采油廠采油管理三區(qū)主要管理著樁西、五號(hào)樁2個(gè)油田的33個(gè)開發(fā)單元，地質(zhì)儲(chǔ)量3703萬噸，管理著油井333口，日產(chǎn)液量5719立方米/天，日產(chǎn)油460立方米/天。

油田油井生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀：油井在抽油機(jī)的抽吸作用下，從油井進(jìn)入地面流程系統(tǒng)，進(jìn)一步輸送到計(jì)量站、中轉(zhuǎn)站，進(jìn)行處理計(jì)量。因此，做好升溫，保障油井產(chǎn)出液順利地進(jìn)入總的流程系統(tǒng)，是我們的一項(xiàng)重要工作，特別是冬季，升溫工作是油田的主要工作之一。

加熱爐生產(chǎn)現(xiàn)狀：氣源供氣，燃?xì)饨?jīng)火嘴噴出形成穩(wěn)定的火焰，經(jīng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)后，對(duì)加熱爐內(nèi)介質(zhì)加熱升溫。加熱爐氣源主要來自油井自產(chǎn)氣、產(chǎn)出液伴生氣和CNG 即壓縮天然氣;控制系統(tǒng)主要是點(diǎn)火操作和閘門開關(guān)氣量調(diào)節(jié)及燃?xì)獯笮』疝D(zhuǎn)化;火嘴燃燒部分為氣體通過燃燒器火嘴形成穩(wěn)定的火焰，加熱介質(zhì)。

2 傳統(tǒng)加熱爐升溫管理中存在的問題與隱患

2.1存在的問題

一是燃?xì)獠糠执嬖趩栴}：通過調(diào)查，冬季生產(chǎn)天然氣用量較大，在外接氣不足的情況下使用了套管氣、伴生氣。燃?xì)庵写嬖诖罅侩s質(zhì)和水，導(dǎo)致加熱值低。

二是加熱爐管理操作存在問題：沒有溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致升溫達(dá)不到要求，或升溫過高造成燃?xì)饫速M(fèi)。需人工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)加熱爐進(jìn)行點(diǎn)火操作，操作繁瑣管理難度大，并且存在安全隱患。

2.2傳統(tǒng)加熱爐點(diǎn)火操作流程中存在的安全隱患點(diǎn)

在油區(qū)內(nèi)部應(yīng)用明火點(diǎn)燃加熱爐存在風(fēng)險(xiǎn)。余火清理過程中，出現(xiàn)火焰飛散，存在安全隱患。

采用人工經(jīng)驗(yàn)判斷爐膛可燃?xì)怏w含量的方法，易出現(xiàn)人工判斷誤差，造成人員、設(shè)備傷害事件。

三是燃燒器燃燒質(zhì)量問題：傳統(tǒng)的鍍鋅管打眼燃燒管，燃?xì)鉄o法與空氣充分混合，無法燃燒完全，達(dá)不到升溫目標(biāo)要求。

3 改進(jìn)措施思路

針對(duì)傳統(tǒng)加熱爐升溫管理中存在的問題與隱患，通過研發(fā)智能燃燒器凈化燃?xì)馓岣呷紵Ч瑢?shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火、溫控和達(dá)到提高升溫效果的目的。智能燃燒器由天然氣凈化部分，遠(yuǎn)程智能控制部分，高效燃燒火嘴部分三個(gè)主要組成部分。燃?xì)鈨艋糠郑簩?duì)燃?xì)膺M(jìn)行凈化，提高燃燒效果;遠(yuǎn)程智能控制部分：應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研發(fā)控制軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)火、溫控等功能;高效燃燒火嘴部分：使燃?xì)馀c空氣更好混合，完全燃燒，提高升溫效果。

4措施實(shí)施

2019年3月12日組織相關(guān)業(yè)務(wù)部門對(duì)智能燃燒的功能應(yīng)用進(jìn)行討論，形成設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn)、應(yīng)用的工作計(jì)劃。

4.1組合分離+干法吸附+自動(dòng)回流的燃?xì)鈨艋糠旨庸ぶ谱骱蛻?yīng)用

通過應(yīng)用，取得了良好的效果，有效清理燃?xì)庵械碾s質(zhì)水分達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并自動(dòng)回流進(jìn)入井口套管中，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)回收率100%。

4.2便攜式網(wǎng)絡(luò)+監(jiān)控檢測(cè)+智能控制自動(dòng)執(zhí)行部分的加工制作應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，應(yīng)用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程加熱爐啟停操作，代替人工現(xiàn)場(chǎng)操作。自我檢測(cè)正常后，再進(jìn)行下一步操作;抽氣檢測(cè)功能，點(diǎn)火前首先對(duì)爐膛進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測(cè)。檢測(cè)燃?xì)獠辉诎踩秶?，整體電路自身，檢測(cè)安全合格再能進(jìn)行點(diǎn)火步驟。按下檢測(cè)按鈕電路檢測(cè)正常后，整體供電，否則設(shè)計(jì)的常閉開關(guān)不工作。如果沒有先按下抽氣泵啟動(dòng)按鈕，而是先按下點(diǎn)火按鈕，點(diǎn)火繼電器線圈是無法得電，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4.3外部融合+自力旋轉(zhuǎn)燃燒+固定調(diào)節(jié)組合式防風(fēng)的加工制作和應(yīng)用

利用射流原理，燃?xì)鈬娮欤嚎讖?mm，可以增大燃?xì)獾膰娚渌俣?，將燃?xì)鈮毫ΡM量多的轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，提高引射空氣的能力。氣窗：在混合室兩側(cè)，燃?xì)鈬娮焯庨_6個(gè)氣窗。當(dāng)燃?xì)馔ㄟ^噴嘴噴射時(shí)，在混合室形成負(fù)壓環(huán)境，助燃劑（空氣）在負(fù)壓作用下僅通過氣窗引射進(jìn)入混合室。燃?xì)馔ㄟ^噴嘴的噴射速度越大，引射助燃劑（空氣）進(jìn)入混合室能力越強(qiáng)。

自力旋轉(zhuǎn)燃燒的設(shè)計(jì)加工：燃燒口設(shè)計(jì)為傾斜15暗娜忌戰(zhàn)嵌齲⒃諭獠吭黽恿飼閾？5暗慕繒鄭ü忌棧鷓孀樾忌蘸徒緲詰男鑾刻烊黃肟掌某浞只旌??？019年10月份油田信息中心專家預(yù)納入油田油井信息化技術(shù)中對(duì)外推廣應(yīng)用。

5效果評(píng)價(jià)

遠(yuǎn)程點(diǎn)火操作成功率100%，檢測(cè)準(zhǔn)確率100%，自動(dòng)調(diào)整率100%，出口溫度可以控制在60℃以上。

5.1取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益

傳統(tǒng)的加熱爐點(diǎn)火操作，每次點(diǎn)火采用棉紗和油類組合的方式進(jìn)行操作費(fèi)用組成點(diǎn)火用料費(fèi)用1.0元，回收處理廢舊點(diǎn)火棉紗0.5元，每天點(diǎn)火加熱爐30次，年節(jié)約費(fèi)用1.6萬元。

遠(yuǎn)程操作代替人工現(xiàn)場(chǎng)操作，減少人工成本。按照人工成本300元/天，一次點(diǎn)火操作用車費(fèi)用100元，路途和點(diǎn)火操作用時(shí)1.0小時(shí)，節(jié)約成本費(fèi)用148.5萬元。

保障加熱爐升溫在加熱爐介質(zhì)出口溫度持續(xù)保持在60℃，達(dá)到生產(chǎn)要求，避免冬季生產(chǎn)凝管事故的發(fā)生，對(duì)比2018年減少處理凝管費(fèi)用4.2萬元。

該裝置配件購進(jìn)費(fèi)用3100元，加工制作費(fèi)用1110元，合計(jì)4210元。在采油廠應(yīng)用79臺(tái)，共計(jì)33.3元。共取得經(jīng)濟(jì)效益121.0萬元。

5.2取得了良好的社會(huì)效益

（1）遠(yuǎn)程操作代替人工現(xiàn)場(chǎng)操作，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）設(shè)計(jì)了加熱爐燃燒氣的自動(dòng)檢測(cè)，改人工判斷為檢測(cè)數(shù)值化，消除了因人為失誤的隱患。

（3）設(shè)計(jì)溫度自動(dòng)控制功能，加熱爐出口溫度控制在60℃，保障了油田冬季正常生產(chǎn);同時(shí)溫控與滅火自動(dòng)斷氣功能避免了燃?xì)獾睦速M(fèi)。

（4）伴生氣分離后的伴生水自動(dòng)回流的井筒中，符合油田清潔生產(chǎn)需求。