火筒爐用SR型燃燒器故障原因分析

李海燕 楊永純（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

燃燒器是將燃料（主要是可燃?xì)怏w）與空氣按照一定的方式混合噴出并燃燒的裝置，油田工業(yè)用燃燒器通常用耐高溫、抗腐蝕的不銹鋼或其它合金制成，其作用是將燃料氣（主要是天然氣）與空氣混合燃燒后為加熱爐提供熱能。燃燒器是火筒式加熱爐的關(guān)鍵部件之一，其工作中涉電涉火、正確認(rèn)識并排除它的各類故障，既是生產(chǎn)需求又是安全要求，它的好壞直接關(guān)系到加熱爐運行安全[1]，更關(guān)系到加熱爐的運行指標(biāo)能否達(dá)到生產(chǎn)要求，其工況不良可能會影響到原油脫水效果、系統(tǒng)冬季平穩(wěn)運行以及油井熱洗清蠟、管線解堵等諸多環(huán)節(jié)。燃燒器良好的工作狀態(tài)可以讓燃燒更加充分，使燃?xì)饫米畲蠡?，避免了火焰燃燒不良?dǎo)致熱效率不高及燃?xì)饫速M。

1 SR型燃燒器應(yīng)用現(xiàn)況

SR 型燃燒器是油田火筒式加熱爐上廣泛使用的一種燃燒器，目前在用較多的是SR-I型，SR-Ⅱ型、SR-Ⅲ型，其中SR-I型的產(chǎn)品是簡單的手動調(diào)節(jié)型燃燒器，其工藝流程比較簡單，點火主要利用人工點火棒進(jìn)行點火，其配比主要利用爐前負(fù)荷表及風(fēng)門標(biāo)度牌進(jìn)行調(diào)整，此類產(chǎn)品在各個采油廠逐年被新型產(chǎn)品所替換，現(xiàn)場應(yīng)用該型產(chǎn)品的數(shù)量已經(jīng)較少。

SR-Ⅱ型燃燒器（圖1）是由I 型普通天然氣燃燒器和自動控制系統(tǒng)所組成的智能自動調(diào)節(jié)型燃燒器，其自動控制系統(tǒng)中的核心為智能儀表，同時與SR-I型相比較，在現(xiàn)場生產(chǎn)的工藝流程中增加了許多控制元器件?？梢詫崿F(xiàn)“熄火報警”、“泄漏報警”、“高低溫報警”等功能，它在燃燒方面可將煙氣的過?？諝庀禂?shù)維持在1.05～1.15，保證燃料和空氣充分混合燃燒，燃燒效率高[2]與SR-I代產(chǎn)品比較其節(jié)能效果也更加明顯。

SR—Ⅲ型燃燒器（圖2）是油田目前廣泛在用的一種產(chǎn)品，采用先進(jìn)的可編程序控制器（PLC）和觸摸屏替代了以往的常規(guī)智能儀表，利用編寫程序進(jìn)行邏輯控制，大大提高了控制系統(tǒng)的控制精度、可靠性及穩(wěn)定性。產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上也進(jìn)行了調(diào)整，控制元器件也應(yīng)用了精度更高產(chǎn)品，整套產(chǎn)品的故障率比SR-Ⅱ型更加可靠，實現(xiàn)了燃燒器更高級更科學(xué)的自動控制。

圖1 SR-Ⅱ型燃燒器

圖2 SR-Ⅲ型燃燒器

2 常見故障及排除方法

SR-I型燃燒器在現(xiàn)場使用已經(jīng)很少，其主要故障是燒不上溫度，主要原因是燃燒器噴火孔結(jié)焦、燃?xì)鈮毫Σ粔蚧蛑鳉忾y沒打開（冬季燃?xì)夤芫€含水管線凍）、型號選擇設(shè)計不合理、溫度檢測元件出現(xiàn)誤差或故障；另一個主要故障是燃燒器容易出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，其原因是風(fēng)門開度不合理、燃?xì)庵杏须s質(zhì)或管線進(jìn)油（負(fù)荷表波動）。以下主要介紹SR-Ⅱ型和SR-Ⅲ型這兩種燃燒器的故障原因及排除方法。

2.1 SR-Ⅱ型燃燒器的主要故障

SR-Ⅱ型燃燒器是普通天然氣燃燒器和自動控制系統(tǒng)所組成的智能自動調(diào)節(jié)型燃燒器，現(xiàn)場應(yīng)用常見故障見表1。當(dāng)SR-Ⅱ型燃燒器有下列情況時需清理燃燒器噴孔：控制室內(nèi)自動提火時溫度燒不上去；現(xiàn)場燃燒火焰成深藍(lán)色且火苗短；燃燒器只有部分噴孔向外噴氣；燃燒器發(fā)出憋悶的聲音；燃?xì)夤艿纼?nèi)進(jìn)油或進(jìn)入其它雜質(zhì)；爐前負(fù)荷表顯示超過544 kJ/h，溫度仍然燒上不去。

這里所說溫度燒不上去有兩種可能：一是氣壓過低，燃?xì)庾畲罅恳膊荒軡M足溫度要求，這時應(yīng)將手動閥門開大以補(bǔ)充氣量或?qū)須夥€(wěn)壓閥重新調(diào)整；二是在工藝流程中，出現(xiàn)壓力不均或外輸量不均，這種情況需要先檢查流程中的壓力及外輸流量或給容器補(bǔ)給流量后，再進(jìn)行重新調(diào)整。只有滿足上述情況中任意三項時，才可判斷為需要清理燃燒器。清理燃燒器的方法為：先斷電，然后拆除管線與燃燒器的軟連接，接下來拆除火焰探頭、引火管、點火槍、燃燒器芯與配風(fēng)外殼的緊頂絲，之后將噴嘴抽出，用鋼絲或其它工具穿透噴孔使其恢復(fù)原狀，之后按順序安裝完畢后送電。

表1 SR-Ⅱ型燃燒器主要故障原因及排除方法

2.2 SR-Ⅲ型燃燒器的主要故障

SR-Ⅲ型燃燒器在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了更多調(diào)整，實現(xiàn)了更科學(xué)的自動控制，故障率比SR-Ⅱ型更低，現(xiàn)場應(yīng)用中常見故障見表2。

3 設(shè)備失靈的應(yīng)急處置

對于SR-Ⅱ和SR-Ⅲ型燃燒器來說，因其較多采用了自動控制的系統(tǒng)、元件，如果這些設(shè)備出現(xiàn)故障第一時間不能及時維修排除，導(dǎo)致系統(tǒng)失溫會給原油等產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，尤其是冬季可能會對生產(chǎn)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的后果，所以應(yīng)制定當(dāng)自動系統(tǒng)失靈時采取手動應(yīng)急的處置措施。

1）自動控制系統(tǒng)失靈時，應(yīng)關(guān)閉自動控制系統(tǒng)流程中的截止閥，切斷自動控制的氣源，將手動截止閥打開，進(jìn)行手動控制火焰大小及溫度的高低。

2）當(dāng)點火點不著時，應(yīng)將控制系統(tǒng)中的兩個截止閥關(guān)閉，然后取點火棒及用于引火的布條纏繞，蘸取少量的可燃油料點燃后，將引火棒從觀察孔深入燃燒器內(nèi)，在保證引火棒探出噴孔前端后，將手動控制閥微開（1/3～2/3 開度），點著大火后，取出引火棒滅掉，再緩慢打開自動控制系統(tǒng)中的截止閥投自動，手動點火結(jié)束。

3）對于經(jīng)常失電的控制系統(tǒng)中，因失電后會導(dǎo)致加熱爐滅火，為了防止經(jīng)常意外掉電導(dǎo)致的加熱爐滅火情況，可將手動截止閥在投自動控制之后留有少許開度，保證有少許氣量通過。

此外，由于燃料天然氣含水量會隨季節(jié)改變，加熱爐生產(chǎn)參數(shù)的調(diào)整也會使燃燒所需氣量發(fā)生改變，在燃燒器首次安裝調(diào)試后，崗位員工可根據(jù)加熱爐運行狀態(tài)的改變及時進(jìn)行進(jìn)氣量調(diào)節(jié)，造成燃料的浪費或燃燒器超負(fù)荷工作，致使能耗增加、排放增加、運行成本和設(shè)備故障率增加，加熱爐的運行熱效率下降[3-4]，這些都要制定處置方案加以應(yīng)對。

4 結(jié)論

1）SR 型自動燃燒器使用簡便、數(shù)據(jù)直觀，但其正常使用必須在電力及燃料正常供給的條件之上。如果冬季燃?xì)庵泻休^多凝析油，減壓閥內(nèi)腔會有凝析油存留，影響調(diào)壓效果，導(dǎo)致系統(tǒng)故障鎖定停爐[4]。

2）使用自動燃燒器有效降低了傳統(tǒng)手動燃燒器的故障率，進(jìn)而保證了加熱爐的熱效率，熱效率用正平衡法和反平衡法來進(jìn)行測定[5]，若加熱爐熱效率不佳除了燃燒器的因素外還要綜合考慮其它因素。

3）燃燒器故障維修應(yīng)遵循由易到難的原則逐項排查[6-7]，絕大概率的故障問題都是一般性的簡易問題，無足夠維修經(jīng)驗時勿由難到易。

4）制定加熱爐運行安全應(yīng)急處置措施時，應(yīng)同時考慮燃燒器可能出現(xiàn)的各種狀況并制定對策，將其納入加熱爐應(yīng)急處置措施、崗位應(yīng)急處置方案等預(yù)案中。

表2 SR-Ⅲ型的主要故障原因及排除方法