关键字：相变加热炉；维修保养；故障；分析
前言：目前，乍得项目采油厂包括1个CPF，2个FPF，12个OGM，CPF站内共运行6台相变加热炉，FPF站内运行4台。
加热炉用天然气作为燃料，燃料气来自站内经集液包除油的天然气，天然气经再次过滤和稳压后进入燃烧器。本文所述的加热炉为卧式内燃两回程结构,由炉体、烟囱、燃烧器等组成。炉体为圆筒形,加热盘管为蛇型盘管结构，烟气走两回程。燃烧器为自动比例调节式燃气燃烧器，天然气经过过滤、减压，达到燃烧器正常工作所需的压力，站内设定压力范围为5-34KPa。
一、相变加热炉的优点及适用范围
相变加热炉是在真空锅炉基础上研发的新型加热炉，在继承真空锅炉性能优势的基础上，又有自身的提高。使用相变加热炉进行油田企业生产或民用采暖，安全性高。相变加热炉自身就是一种热补偿元件，烟管采用波纹管，炉内燃烧不易结垢，由于热胀冷缩原理，具有较好的自洁作用。而且变相加热炉的热效率非常高，燃料利用率在99%以上。由于在设计上采用燃烧式设计，传热效率高，燃烧反应充分，不会生成一氧化碳等有害气体，因此环保性能高，有利于实现油田生产无污染。与传统锅炉相比，由于变相加热炉的燃料利用率高，因此可以节省大量燃料，也有利于降低生产成本，促进油田企业提高整体效益。
相变加热炉的适用范围较为广泛，在收油、取暖、脱水、伴热、外输、油气混输、掺水、热洗等方面均可适用。加热介质包括油、水、油水混合物、天然气等油气集输中的介质。由于相变加热炉的诸多优点及广泛的适用范围，目前已经成为油田加热的首选设备，在油田生产中得到广泛应用。因此，有必要对相变加热炉的操作方法、注意事项以及维护保养办法进行研究，从而保证变相加热炉的正常工作。
二、操作使用及维护
1.天然气管路的维护
天然气管路的维护是相变加热炉维护工作的重要组成部分，主要包括对管路仪表和阀门的检查、对管路严密性的检查、此外还要做好管理清理、预热等工作。对天然气管路上的仪表和阀门的检验应保证至少半年一次，仪表主要是指压力表。对天然气管路严密性的检验则采用肥皂水试漏的方法，应保证每个月检验一次，操作间内部的管路清理工作也应保证每月一次。
2.燃烧器的保养
燃烧器是相变加热炉的核心部件之一，而且燃烧器是燃烧反应的发生部位，长期处于高温状态，每次停炉，都要对燃烧器进行检查。比如检查燃烧头、稳焰盘、探针是否烧损、点火管是否被湿气腐蚀、点火管是否被湿气腐蚀、高压接头是否漏电、点火电极和变压器是否能够产生电弧、电机是否有异响、轴承磨损情况如何、电磁阀是否被污垢堵塞、风气配比装置是否运转自如等。另外还要检查喷油部分是否发生堵塞和损坏，包括油泵、调节阀、电磁阀、回油调节阀、滤网、油预热器、喷油嘴等。燃烧器故障主要是因为检测系统报警，专业人员可以从程序控制器的透明窗中读出故障。故障发生时，透明窗的灯会亮，轻轻触按透明玻璃，灯就会熄灭，此为燃烧器复位按钮。按下复位按钮后，燃烧器重新自检。
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三、常见故障的处理
1. 燃烧机无法正常点火
首先启动燃烧机，依次检查检漏仪是否动作，检查点火后电磁阀是否为打开状态。通常，调压阀调压5~15KPa，检查稳压阀，点火时若燃气压力波动较大，则需调整稳压阀的开度，使压力趋于稳定。
2.冒黑烟、烟道温度高
冒黑烟为燃气量较大或燃气组分发生变化所导致。水套炉在运行过程中排烟温度升高，排烟热损失则会增大，燃耗升高，经济效益下降。一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.5％～1％。启动燃烧机后把燃烧器调整为吹扫状态，烟囱会不停冒出黑色小块状物，将这些附着在烟道内壁的块状物吹出，能使烟道温度趋于正常。打开燃烧机内过滤器，清除存积的液体，若燃气携液量过大，燃烧时可能会产生浓烟，烟道和火筒内可能会结焦。
3.燃烧器运行时震动大
乍得采油厂对天然气处理工艺简单，进入加热炉系统的天然气常带有油污、水，且燃气组分不稳定。在进入燃烧机的空气量一定的情况下，燃气量的波动直接导致燃气与空气的配比出现大幅度变化，这就容易引起燃烧器振动大。振动的主因是空气量较大，现场调节凸轮盘，减小空气量可以解决燃烧器震动大的问题。
四、预防措施
1.定期清理燃气管线上的过滤器和双电磁阀滤网，保障燃气的纯净和良好的流通性。
2．及时调节燃烧器过剩空气系数。乍得的旱季和雨季特点分明，旱季干燥，雨季中空气潮湿，而水套炉在不同季节运行，需要及时调节燃料的燃烧过剩空气系数。水套炉在实际操作运行中，如果过剩空气系数增大，则过剩空气将随排烟带走大量热量，导致热效率降低，排烟温度升高。如果过剩空气系数太小，燃料不完全燃烧，造成化学热损失，使水套炉热效率降低，产生的碳粒易造成烟管积灰，使烟管换热能力下降，导致排烟温度升高。根据水套炉燃料气性质和相关规范要求，燃料气燃烧的过剩空气系数约为1.2 时，燃料燃烧生成烟气中的氧含量约为3.6％。
3.加强对燃料气成分的监测。及时清理燃气管线上积液包和过滤器，保证水套炉的燃料成分满足水套炉燃烧器对燃料的要求。当检测到燃料气中含有过多的烃类成分或高碳成分时，需及时调节燃烧器的风气比，确保燃烧充分。
4.加强对烟气的组分监测。采用性能可靠的烟气分析仪加强对烟气组分的监测，主要监测烟气中的氧气含量，其目的在于防止过剩空气进入炉膛而增加物理热损失，防止因氧气量不足而增加化学不完全燃烧热损失，造成排烟温度过高。根据烟气氧含量分析，及时调整燃烧器的风气比。根据天然气燃烧理论计算，烟气中的氧气含量不应低于3.6％。
5.加强对水套炉的保养。①应加强对水套炉的巡检力度，根据水套炉的实际运行工况及时调整燃烧器负荷，保证水套炉正常运行。②加强水套炉炉内的水质监测，防止炉管外壁、火管外壁及烟管外壁产生水垢，导致炉管、火管及烟管的换热能力下降。及时保养火管内壁和烟管内壁，防止积灰而导致火管内壁及烟管内壁的换热面积减少，换热能力下降。③在生产运行过程中，若发现烟管存在积灰迹象，应在生产间歇期间及时清理积灰，恢复烟管的换热能力，避免出现排烟温度过高的现象。
结束语：变相加热炉由于其自动化程度高，操作简单，而且节能环保，有利于降低成本，被广泛应用于油田生产中。应注意平时的维护保养，在使用前和使用过程中做好检查和监测工作，保证加热炉处于正常运行状态。如果发现故障现象，应及时排查故障原因，如果问题较大，应及时联系厂家专业人员进行维修。
论文作者:胡露
论文发表刊物:《科技中国》2017年7期
论文发表时间:2017/10/11
标签：加热炉论文; 燃烧器论文; 烟管论文; 燃料论文; 天然气论文; 烟气论文; 燃气论文; 《科技中国》2017年7期论文;