加熱爐升溫管理中存在的問題與改進措施

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，通常需要通過加熱爐加熱升溫，保障油井產出液順利地進入總的流程系統。現場工程技術人員和工人技師們根據傳統加熱爐升溫管理中存在的問題與隱患，通過采取研發智能燃燒器等改進措施，取得了較好的升溫效果，并取得了良好的經濟和社會效益。

關鍵詞 加熱爐 升溫管理 問題 改進措施

1背景

樁西采油廠采油管理三區主要管理著樁西、五號樁2個油田的33個開發單元，地質儲量3703萬噸，管理著油井333口，日產液量5719立方米/天，日產油460立方米/天。

油田油井生產工藝現狀：油井在抽油機的抽吸作用下，從油井進入地面流程系統，進一步輸送到計量站、中轉站，進行處理計量。因此，做好升溫，保障油井產出液順利地進入總的流程系統，是我們的一項重要工作，特別是冬季，升溫工作是油田的主要工作之一。

加熱爐生產現狀：氣源供氣，燃氣經火嘴噴出形成穩定的火焰，經控制系統調節后，對加熱爐內介質加熱升溫。加熱爐氣源主要來自油井自產氣、產出液伴生氣和CNG 即壓縮天然氣;控制系統主要是點火操作和閘門開關氣量調節及燃氣大小火轉化;火嘴燃燒部分為氣體通過燃燒器火嘴形成穩定的火焰，加熱介質。

2 傳統加熱爐升溫管理中存在的問題與隱患

2.1存在的問題

一是燃氣部分存在問題：通過調查，冬季生產天然氣用量較大，在外接氣不足的情況下使用了套管氣、伴生氣。燃氣中存在大量雜質和水，導致加熱值低。

二是加熱爐管理操作存在問題：沒有溫度自動調節功能，導致升溫達不到要求，或升溫過高造成燃氣浪費。需人工現場對加熱爐進行點火操作，操作繁瑣管理難度大，并且存在安全隱患。

2.2傳統加熱爐點火操作流程中存在的安全隱患點

在油區內部應用明火點燃加熱爐存在風險。余火清理過程中，出現火焰飛散，存在安全隱患。

采用人工經驗判斷爐膛可燃氣體含量的方法，易出現人工判斷誤差，造成人員、設備傷害事件。

三是燃燒器燃燒質量問題：傳統的鍍鋅管打眼燃燒管，燃氣無法與空氣充分混合，無法燃燒完全，達不到升溫目標要求。

3 改進措施思路

針對傳統加熱爐升溫管理中存在的問題與隱患，通過研發智能燃燒器凈化燃氣提高燃燒效果，實現自動點火、溫控和達到提高升溫效果的目的。智能燃燒器由天然氣凈化部分，遠程智能控制部分，高效燃燒火嘴部分三個主要組成部分。燃氣凈化部分：對燃氣進行凈化，提高燃燒效果;遠程智能控制部分：應用網絡技術，研發控制軟件，實現自動點火、溫控等功能;高效燃燒火嘴部分：使燃氣與空氣更好混合，完全燃燒，提高升溫效果。

4措施實施

2019年3月12日組織相關業務部門對智能燃燒的功能應用進行討論，形成設計、加工、試驗、應用的工作計劃。

4.1組合分離+干法吸附+自動回流的燃氣凈化部分加工制作和應用

通過應用，取得了良好的效果，有效清理燃氣中的雜質水分達到工業標準，并自動回流進入井口套管中，實現了自動回收率100%。

4.2便攜式網絡+監控檢測+智能控制自動執行部分的加工制作應用

現場應用表明，應用手機網絡遠程加熱爐啟停操作，代替人工現場操作。自我檢測正常后，再進行下一步操作;抽氣檢測功能，點火前首先對爐膛進行可燃氣體檢測。檢測燃氣不在安全范圍，整體電路自身，檢測安全合格再能進行點火步驟。按下檢測按鈕電路檢測正常后，整體供電，否則設計的常閉開關不工作。如果沒有先按下抽氣泵啟動按鈕，而是先按下點火按鈕，點火繼電器線圈是無法得電，達到了設計要求。

4.3外部融合+自力旋轉燃燒+固定調節組合式防風的加工制作和應用

利用射流原理，燃氣噴嘴：孔徑1mm，可以增大燃氣的噴射速度，將燃氣壓力盡量多的轉變為動能，提高引射空氣的能力。氣窗：在混合室兩側，燃氣噴嘴處開6個氣窗。當燃氣通過噴嘴噴射時，在混合室形成負壓環境，助燃劑（空氣）在負壓作用下僅通過氣窗引射進入混合室。燃氣通過噴嘴的噴射速度越大，引射助燃劑（空氣）進入混合室能力越強。

自力旋轉燃燒的設計加工：燃燒口設計為傾斜15暗娜忌戰嵌齲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稀？019年10月份油田信息中心專家預納入油田油井信息化技術中對外推廣應用。

5效果評價

遠程點火操作成功率100%，檢測準確率100%，自動調整率100%，出口溫度可以控制在60℃以上。

5.1取得了良好的經濟效益

傳統的加熱爐點火操作，每次點火采用棉紗和油類組合的方式進行操作費用組成點火用料費用1.0元，回收處理廢舊點火棉紗0.5元，每天點火加熱爐30次，年節約費用1.6萬元。

遠程操作代替人工現場操作，減少人工成本。按照人工成本300元/天，一次點火操作用車費用100元，路途和點火操作用時1.0小時，節約成本費用148.5萬元。

保障加熱爐升溫在加熱爐介質出口溫度持續保持在60℃，達到生產要求，避免冬季生產凝管事故的發生，對比2018年減少處理凝管費用4.2萬元。

該裝置配件購進費用3100元，加工制作費用1110元，合計4210元。在采油廠應用79臺，共計33.3元。共取得經濟效益121.0萬元。

5.2取得了良好的社會效益

（1）遠程操作代替人工現場操作，降低了員工的勞動強度。

（2）設計了加熱爐燃燒氣的自動檢測，改人工判斷為檢測數值化，消除了因人為失誤的隱患。

（3）設計溫度自動控制功能，加熱爐出口溫度控制在60℃，保障了油田冬季正常生產;同時溫控與滅火自動斷氣功能避免了燃氣的浪費。

（4）伴生氣分離后的伴生水自動回流的井筒中，符合油田清潔生產需求。